C++开发工程师应掌握哪些设计模式？

作为一名C++开发工程师，掌握一系列设计模式对于提高代码质量、降低维护成本以及提升开发效率至关重要。设计模式是软件开发中解决特定问题的经验总结，它可以帮助开发者避免重复造轮子，提高代码的可读性和可维护性。本文将为您详细介绍C++开发工程师应掌握的几种设计模式。

单例模式（Singleton）

单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。在C++中，实现单例模式通常使用静态成员变量和静态成员函数。

class Singleton {

public:

    static Singleton& getInstance() {

        static Singleton instance;

        return instance;

    }



private:

    Singleton() {}

    Singleton(const Singleton&) = delete;

    Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

};

工厂模式（Factory Method）

工厂模式定义了一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。

class ProductA : public Product {

public:

    void operation() {

        // ...

    }

};



class ProductB : public Product {

public:

    void operation() {

        // ...

    }

};



class ConcreteFactory : public Factory {

public:

    Product* createProduct() {

        return new ProductA();

    }

};

观察者模式（Observer）

观察者模式定义了对象间的一对多依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并自动更新。

class Observer {

public:

    virtual void update() = 0;

};



class ConcreteObserver : public Observer {

public:

    void update() override {

        // ...

    }

};



class Subject {

public:

    void attach(Observer* observer) {

        observers.push_back(observer);

    }



    void notify() {

        for (auto observer : observers) {

            observer->update();

        }

    }



private:

    std::vector observers;

};

策略模式（Strategy）

策略模式定义了一系列算法，将每一个算法封装起来，并使它们可以相互替换。策略模式让算法的变化独立于使用算法的客户。

class Strategy {

public:

    virtual void execute() = 0;

};



class ConcreteStrategyA : public Strategy {

public:

    void execute() override {

        // ...

    }

};



class ConcreteStrategyB : public Strategy {

public:

    void execute() override {

        // ...

    }

};



class Context {

public:

    Context(Strategy* strategy) : _strategy(strategy) {}



    void setStrategy(Strategy* strategy) {

        _strategy = strategy;

    }



    void execute() {

        _strategy->execute();

    }



private:

    Strategy* _strategy;

};

命令模式（Command）

命令模式将请求封装为一个对象，从而允许用户使用不同的请求、队列或日志请求，并支持可撤销的操作。

class Command {

public:

    virtual void execute() = 0;

};



class ConcreteCommandA : public Command {

public:

    void execute() override {

        // ...

    }

};



class ConcreteCommandB : public Command {

public:

    void execute() override {

        // ...

    }

};



class Invoker {

public:

    void setCommand(Command* command) {

        _command = command;

    }



    void invoke() {

        _command->execute();

    }



private:

    Command* _command;

};

适配器模式（Adapter）

适配器模式允许将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口。适配器让原本接口不兼容的类可以一起工作。

class Target {

public:

    virtual void request() = 0;

};



class Adaptee {

public:

    void specificRequest() {

        // ...

    }

};



class Adapter : public Target {

private:

    Adaptee* _adaptee;



public:

    Adapter(Adaptee* adaptee) : _adaptee(adaptee) {}



    void request() override {

        _adaptee->specificRequest();

    }

};

在实际开发中，以上设计模式可以单独使用，也可以组合使用。通过合理运用设计模式，C++开发工程师可以编写出更加高效、可维护和可扩展的代码。

猜你喜欢：猎头怎么提高交付效率