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C++ 设计模式总览:三大类模式的学习路线与应用建议

Tags = [ C++Pattern ]

设计模式(Design Patterns)是软件开发中 可复用的解决方案,它们并不是代码片段,而是 解决特定问题的思想和结构

GoF(《设计模式》一书)将 23 种经典模式分为三大类:

  1. 创建型模式(Creational Patterns)

    • 关注对象的创建过程,解决“如何实例化对象”。
    • 代表模式:单例、工厂方法、抽象工厂、建造者、原型。
  2. 结构型模式(Structural Patterns)

    • 关注类和对象的组合,解决“如何组织对象结构”。
    • 代表模式:适配器、装饰器、代理、外观、桥接、组合、享元。
  3. 行为型模式(Behavioral Patterns)

    • 关注对象之间的职责分配与交互,解决“如何协作完成任务”。
    • 代表模式:观察者、策略、命令、责任链、状态、迭代器、备忘录、模板方法、访问者、中介者、解释器。

三大类模式的学习顺序

1. 从 创建型模式 入手

  • 原因:对象的创建是最基础的问题,理解这些模式能帮助你写出更灵活的代码。
  • 推荐顺序
    1. 单例(最简单,常见)
    2. 工厂方法 → 抽象工厂(逐步理解工厂思想)
    3. 建造者(复杂对象构建)
    4. 原型(克隆思想)

👉 学完后,你会对“如何优雅地创建对象”有清晰认识。


2. 进阶到 结构型模式

  • 原因:当项目规模扩大,类和对象的关系变复杂,结构型模式能帮助你组织代码。
  • 推荐顺序
    1. 适配器(接口兼容,最常用)
    2. 装饰器(动态扩展功能)
    3. 代理(控制访问)
    4. 外观(简化接口)
    5. 桥接(分离抽象与实现)
    6. 组合(树形结构)
    7. 享元(性能优化)

👉 学完后,你会掌握“如何组织对象结构,让系统更灵活”。


3. 最后学习 行为型模式

  • 原因:行为型模式涉及对象之间的交互,理解难度更高,但对系统扩展性帮助最大。
  • 推荐顺序
    1. 观察者(事件通知,最常见)
    2. 策略(算法切换)
    3. 命令(请求封装)
    4. 责任链(请求传递)
    5. 状态(状态驱动行为)
    6. 迭代器(集合遍历)
    7. 备忘录(状态保存)
    8. 模板方法(算法骨架)
    9. 访问者(操作与结构分离)
    10. 中介者(集中管理交互)
    11. 解释器(语言解析,最少用)

👉 学完后,你会理解“如何让对象协作完成复杂任务”。


学习建议

  1. 先理解思想,再写代码

    • 模式不是死记硬背的代码,而是解决问题的思路。
    • 建议先理解“为什么需要这个模式”,再看实现。
  2. 结合实际项目练习

    • 在 GUI、游戏、网络编程、数据库等场景中尝试应用模式。
    • 比如:
      • 日志系统 → 单例
      • 跨平台 UI → 抽象工厂
      • 游戏角色 → 状态模式
      • 消息系统 → 观察者
  3. 不要滥用模式

    • 模式是工具,不是目标。
    • 如果一个简单的 if-else 就能解决问题,不必强行套用模式。
  4. 多对比相似模式

    • 工厂方法 vs 抽象工厂
    • 装饰器 vs 代理
    • 策略 vs 状态
    • 通过对比更容易理解差异和适用场景。

总结

  • 创建型模式:解决“如何创建对象”。
  • 结构型模式:解决“如何组织对象结构”。
  • 行为型模式:解决“如何让对象协作”。

学习顺序建议:
👉 先学创建型 → 再学结构型 → 最后学行为型

最终目标:

  • 不是死记模式名称,而是能在实际开发中 识别问题 → 选择合适模式 → 灵活应用