C++设计模式 | 三种设计模式基础

 (1) Composition(复合) 设计模式: have-a

以STL中的queue为例:

queue依托于双端队列deque来实现, 用UML图可表示为:

template <class T, class Sequence = deque<T> >
class queue {
    ...
    protected:
    Sequence c; // 底层容器
    public:
    // 以下完全利用 c 的操作函数完成
    bool empty() const { return c.empty(); }
    size_type size() const { return c.size(); }
    reference front() { return c.front(); }
    reference back() { return c.back(); }
    // deque 是两端可进出，queue 是先进先出
    void push(const value_type& x) { c.push_back(x); }
    void pop() { c.pop_front(); }
};

　　像这样 一个对象依托于另一个对象来实现 为复合设计模式 

在复合设计模式下:

构造由内而外:

Container::Container(……): Component() { …… } ;
(Container的构造函数首先调用Component的default构造函数 然后才执行自己

析构由外而内:Container::~Container(……) { …… ~Component() } ;

(Container 的析构函数首先执行自己，然后才调用 Component 的
析构函数。 )

这样的构造和析构的顺序很大程度保证了复合模式的稳定.

(2)Delegation(委托) 设计模式: (Composition by reference)

通过指针来引用另一个实现的类:

UML图如下:

// file String.hpp
class StringRep;
class String {
public:
    String();
    String(const char* s);
    String(const String& s);
    String &operator=(const String& s);
    ~String();
    ...
private:
    StringRep* rep; // point implementation
};

　　

// file String.cpp
#include "String.hpp"
namespace {
class StringRep {
    friend class String;
    StringRep(const char* s);
    ~StringRep();
    int count;
    char* rep;
};
}

String::String() { ... }
...

　　对比于前一种复合设计模式 它的好处在于不受被委托类的影响 被委托类即便修改了某个成员函数名, 也不需要在发起委托的类上修改. 

　　同时 String类的多个对象可以共享rep指针指向的对象 减少了内存的占用

(3) Inheritance(继承) is-a

 UML图如下:

 

struct _List_node_base
{
    _List_node_base* _M_next;
    _List_node_base* _M_prev;
};
template<typename _Tp>
struct _List_node
    : public _List_node_base // public继承
{
    _Tp _M_data;
};

　　该模式即子类的对象包含有父类的成分: