Design Pattern

Wed, 01 Apr 2026 16:36:24 +0800

写给新手的详细设计模式入门手册，从原理到代码，手把手带你吃透几种常用设计模式。

前言：为什么要学设计模式？

如果你是一个刚入门的 C++ 开发者，你可能会问：" 我会写for循环，会用类和对象，能把功能跑通不就行了吗？为什么要学什么设计模式？"

别急，我们来看一个真实的场景：

假设你写了一个计算器程序，一开始只支持加法。代码很简单：

int calculate(int a, int b, string op) {
    if (op == "add") {
        return a + b;
    }
}

后来你加了减法：

int calculate(int a, int b, string op) {
    if (op == "add") {
        return a + b;
    } else if (op == "sub") {
        return a - b;
    }
}

再加乘法、除法… 最后这个calculate函数变得几百行，每次加新功能都要改这个函数，改着改着就改错了，而且测试起来也特别麻烦。

这就是坏代码的典型特征：

耦合度高：所有逻辑都堆在一起，改一处影响全身
可维护性差：加新功能要改老代码，容易出 Bug
可读性差：几百行的函数，谁看谁头疼

而设计模式，就是前辈们总结出来的，解决这类常见问题的 “最佳实践”。它不是什么黑魔法，只是一套让代码变得优雅、可维护、可扩展的通用套路。

一、设计模式入门：先搞懂这几个概念

1.1 什么是设计模式？

设计模式（Design Pattern）是对软件设计中普遍存在的各种问题，所提出的解决方案。

简单来说：

它不是代码，而是解决问题的思路
它不是标准，而是最佳实践
它不是必须的，但学会了能让你少走很多弯路

1994 年，四位大牛（GoF, Gang of Four）出版了《设计模式：可复用面向对象软件的基础》，总结了 23 种经典的设计模式，这也是我们今天要学习的核心内容。

1.2 23 种模式的分类

这 23 种模式并不是杂乱无章的，它们可以分为三大类：

1. 创建型模式（5 种）

解决的问题：对象怎么创建？
核心思想：把对象的创建和使用分开，不让你到处new对象
包括：单例、工厂方法、抽象工厂、建造者、原型

2. 结构型模式（7 种）

解决的问题：类和对象怎么组合起来，形成更大的结构？
核心思想：如何让类的组合更灵活，功能复用更方便
包括：适配器、桥接、组合、装饰、外观、享元、代理

3. 行为型模式（11 种）

解决的问题：对象之间怎么通信？怎么分配职责？
核心思想：让对象之间的交互更解耦，行为更灵活
包括：观察者、策略、模板方法、迭代器、命令、状态等

1.3 设计模式的基石：SOLID 原则

在学习具体的模式之前，你必须先理解这 5 个基本原则，因为所有的设计模式，本质上都是为了更好地遵守这几个原则。

1. 单一职责原则（SRP）

一个类，只负责一件事。

比如，一个User类，就只负责用户的数据；不要让它同时负责 “把用户数据存到数据库”，那是UserRepository的事。

好处：改需求的时候，你只需要改对应的类，不会影响其他地方。

2. 开闭原则（OCP）

对扩展开放，对修改关闭。

意思是：加新功能的时候，你应该加新的类 / 新的代码，而不是去改已经写好的、测试过的老代码。

这是最重要的一个原则！比如你要加新的支付方式，加个新类就行了，不用去改原来的支付逻辑。

3. 里氏替换原则（LSP）

子类必须能替换掉它的父类，程序运行结果不变。

比如，父类是Bird，有个fly()方法；子类Penguin（企鹅）也是鸟，但它不会飞。如果你强行让Penguin继承Bird，那调用fly()就会报错，这就违反了 LSP。

你可以把Bird拆成两个接口：Flyable（会飞的鸟）和NonFlyable（不会飞的鸟），这样就不会有问题了。

class Flyable {
public:
    virtual void fly() = 0;
};

class NonFlyable {
public:
    virtual void walk() = 0;
};

4. 接口隔离原则（ISP）

不要强迫客户端依赖它不需要的接口。

简单说：接口要小而精，不要搞一个大而全的胖接口。比如，你不要搞一个Animal接口，里面既有eat()、sleep()，又有fly()、swim()，因为不是所有动物都会飞会游泳。

你可以把接口拆成Eater、Sleeper、Flyer、Swimmer，每个类只实现它需要的接口，这样就更清晰了。

class Eater {
public:
    virtual void eat() = 0;
};

class Sleeper {
public:
    virtual void sleep() = 0;
};

class Flyer {
public:
    virtual void fly() = 0;
};

class Swimmer {
public:
    virtual void swim() = 0;
};

5. 依赖倒置原则（DIP）

依赖抽象，不要依赖具体实现。

高层模块不要依赖低层模块，两者都要依赖抽象。

比如，你开车，你只需要依赖 “车” 这个抽象（它能跑），而不要依赖具体是 “宝马” 还是 “特斯拉”。这样你换车的时候，完全不用改你开车的代码。

二、创建型模式：搞定对象的创建

2.1 单例模式（Singleton）：全局唯一的实例

它解决了什么问题？

有时候，我们需要一个类，在整个程序里，只有一个实例。

比如：

全局的配置管理器
日志记录器
数据库连接池

你肯定不想让别人随便new一个配置管理器，不然就会有好几个配置，数据就乱了。

核心思路

把构造函数私有化，不让别人随便new
自己在类里面维护唯一的实例
提供一个静态方法，让别人通过这个方法获取唯一的实例

UML 类图

C++ 代码实现（推荐！线程安全版）

C++11 之后，局部静态变量的初始化是线程安全的，这是最简单最推荐的实现方式！

#include <iostream>
#include <string>

class Logger {
private:
    // 1. 私有构造函数！禁止外部创建实例
    Logger() {
        std::cout << "Logger 实例创建了，只会执行一次！" << std::endl;
    }

    // 2. 禁止拷贝构造和赋值操作，防止别人复制出一个新实例
    Logger(const Logger&) = delete; // 禁止拷贝构造
    Logger& operator=(const Logger&) = delete; // 禁止赋值操作

public:
    // 3.全局访问点，获取唯一的实例
    static Logger& getInstance() {
        // C++11 之后，局部静态变量的初始化是线程安全的，保证了单例模式在多线程环境下的正确性
        static Logger instance; // 局部静态变量，第一次调用时创建实例，之后直接返回
        return instance;
    }

    // 业务方法：打印日志
    void log(const std::string& message) {
        std::cout << "日志: " << message << std::endl;
    }
};

// 测试单例模式
int main() {
    // 不管你调用多少次getInstance()，都只会创建一个Logger实例
    Logger::getInstance().log("程序启动了！");
    Logger::getInstance().log("用户登录了！");

    Logger& l1 = Logger::getInstance();
    Logger& l2 = Logger::getInstance();

    // 如果输出的地址相同，说明l1和l2是同一个实例
    std::cout << "l1的地址: " << &l1 << std::endl;
    std::cout << "l2的地址: " << &l2 << std::endl;
    
    return 0;
}

运行结果

Logger 实例创建了，只会执行一次！
日志: 程序启动了！
日志: 用户登录了！
l1的地址: 0x7ff7c68530b0
l2的地址: 0x7ff7c68530b0

注意事项

不要用饿汉式（程序启动就创建），浪费内存
不要用旧的双重检查锁（DCL），C++11 之前有内存重排序的问题
直接用 Meyers’ Singleton（就是上面的代码），简单又安全！

2.2 工厂模式（Factory）：对象创建的 “代工厂”

它解决了什么问题？

如果你的代码里到处都是new具体的类，比如：

if (type == "word") {
    doc = new WordDocument();
} else if (type == "pdf") {
    doc = new PdfDocument();
} else if (type == "txt") {
    doc = new TxtDocument();
}

每次加新的文档类型，你都要改这段代码，而且这段代码会散落在你的项目里，维护起来巨麻烦。

工厂模式就是把这些new的逻辑，统一放到一个 “工厂” 里，你要什么对象，找工厂要就行了，不用自己new。

工厂方法模式：最常用的工厂

工厂方法模式，就是给每个产品，配一个对应的工厂，完美符合开闭原则！

UML 类图

C++ 代码实现

#include <iostream>
#include <memory> // 引入智能指针头文件，使用std::unique_ptr来管理资源，避免内存泄漏。

// ====================== 第一步：定义产品接口 ======================
// 所有文档都要实现这个接口
class Document {
public:
    virtual ~Document() = default;   // 虚析构函数，确保子类能正确析构
    virtual void open() = 0;            // 打开文档，子类必须实现
};

// 具体产品1：Word文档
class WordDoc : public Document {
public:
    void open() override {
        std::cout << "正在打开Word文档: xxx.docx" << std::endl;
    }
};

// 具体产品2：PDF文档
class PDFDoc : public Document {
public:
    void open() override {
        std::cout << "正在打开PDF文档: xxx.pdf" << std::endl;
    }
};

// ====================== 第二步：定义工厂接口 ======================
class DocumentFactory {
public:
    virtual ~DocumentFactory() = default;   // 虚析构函数，确保子类能正确析构
    virtual std::unique_ptr<Document> createDocument() = 0;  // 创建文档，子类必须实现
};

// 具体工厂1：Word文档工厂
class WordDocFactory : public DocumentFactory {
public:
    std::unique_ptr<Document> createDocument() override {
        return std::make_unique<WordDoc>();  // 创建并返回一个Word文档实例
    }
};

// 具体工厂2：PDF文档工厂
class PDFDocFactory : public DocumentFactory {
public:
    std::unique_ptr<Document> createDocument() override {
        return std::make_unique<PDFDoc>();  // 创建并返回一个PDF文档实例
    }
};

// ====================== 第三步：使用工厂创建产品 ======================
// 客户端只依赖工厂接口，不直接依赖具体产品
void clientCode(std::unique_ptr<DocumentFactory> factory) {
    auto doc = factory->createDocument();  // 通过工厂创建文档
    doc->open();  // 打开文档
}

int main() {
    // 我要打开Word文档，就传Word工厂
    clientCode(std::make_unique<WordDocFactory>());

    // 我要打开PDF文档，就传PDF工厂
    clientCode(std::make_unique<PDFDocFactory>());

    // 以后我要加TXT文档？
    // 只需要加一个TxtDoc类，再加一个TxtDocFactory类！
    // 完全不用改clientCode里的代码！完美符合开闭原则！
    
    return 0;
}

// 这样的设计使得我们可以轻松地添加新的文档类型，而不需要修改现有的代码，符合开闭原则（Open/Closed Principle）。每个工厂负责创建一个特定类型的文档，客户端代码只依赖于工厂接口，不需要知道具体的文档实现细节。

运行结果

1
2

正在打开Word文档：xxx.docx
正在打开PDF文档：xxx.pdf

什么时候用工厂模式？

你不知道运行时到底要创建哪个类的实例
你想把对象的创建逻辑封装起来，统一管理
你希望扩展新产品的时候，不用改老代码

三、结构型模式：搞定类的组合

3.1 适配器模式（Adapter）：给旧接口做个 “转接头”

它解决了什么问题？

你有没有过这种情况：你有一个旧的类，它的接口和你现在系统需要的接口不兼容，但是你又不能改旧的代码（比如它是第三方库）。

这时候你就需要一个转接头，把旧接口转换成新接口，这就是适配器模式。

举个例子：

旧的打印机有个方法叫printOld(string s)
新系统需要的打印机接口是print(string s)
你搞个适配器，把print的调用，转成调用旧的printOld

UML 类图

C++ 代码实现

#include <iostream>
#include <string>

// 新系统期望的接口
class Printer {
public:
    virtual ~Printer() = default;
    virtual void print(const std::string& content) = 0;
};

// 旧系统的类，接口不兼容
class LegacyPrinter {
public:
    // 旧的接口，与新的接口不兼容
    void printOld(const std::string& content) {
        std::cout << "[旧系统打印]" << content << std::endl;
    }
};

// 适配器，实现新的接口，同时持有旧系统的实例
class PrinterAdapter : public Printer {
private:
    LegacyPrinter legacyPrinter;        // 持有旧的打印机

public:
    // 实现新的接口
    void print(const std::string& content) override {
        // 把新接口的调用，转发给旧的打印机
        legacyPrinter.printOld(content);
    }
};

// 客户端代码，只认识新的Printer接口
void usePrinter(Printer& printer) {
    printer.print("Hello, Adapter!");
}

int main() {
    PrinterAdapter adapter;  // 创建适配器实例
    usePrinter(adapter);     // 客户端使用适配器，实际上调用的是旧系统的打印机
    return 0;
}

// 这样做的好处是，客户端代码只依赖于新的接口（Printer），而不需要修改旧系统的代码（LegacyPrinter）。适配器模式使得两个不兼容的接口能够协同工作，增加了系统的灵活性和可扩展性。

运行结果

`1`	`[旧系统打印] Hello, Adapter!`

3.2 装饰器模式（Decorator）：动态给对象 “加 buff”

它解决了什么问题？

如果你想给一个对象动态地添加功能，用继承的话，会导致 “类爆炸”。

比如，咖啡：

基础咖啡
咖啡 + 牛奶
咖啡 + 糖
咖啡 + 牛奶 + 糖
咖啡 + 奶泡
…

如果你用继承，你要写 N 多个子类：CoffeeWithMilk、CoffeeWithSugar、CoffeeWithMilkAndSugar… 这也太蠢了。

装饰器模式就是解决这个的：你可以动态地给对象叠加功能，想加什么加什么。

UML 类图

C++ 代码实现

#include <iostream>
#include <string>
#include <memory>

// 咖啡的抽象接口
class Coffee {
public:
    virtual ~Coffee() = default;
    virtual std::string getDescription() = 0;
    virtual double getPrice() = 0;
};

// 基础咖啡：浓缩咖啡
class Espresso : public Coffee {
public:
    std::string getDescription() override {
        return "浓缩咖啡";
    }
    double getPrice() override {
        return 25.0;        // 基础价25
    }
};

// 装饰器的基类，是一个抽象类，继承自Coffee，并持有一个Coffee对象的指针
class CoffeeDecorator : public Coffee {
protected:      // 保护成员，允许子类访问
    std::unique_ptr<Coffee> coffee;     // 持有被装饰的咖啡

public:
    CoffeeDecorator(std::unique_ptr<Coffee> c) : coffee(std::move(c)) {}
};

// 具体的装饰器：加牛奶
class MilkDecorator : public CoffeeDecorator {
public:
    MilkDecorator(std::unique_ptr<Coffee> c) : CoffeeDecorator(std::move(c)) {}

    std::string getDescription() override {
        return coffee->getDescription() + ", 加牛奶";
    }
    double getPrice() override {
        return coffee->getPrice() + 5.0;  // 牛奶加5元
    }
};

// 具体的装饰器：加糖
class SugarDecorator : public CoffeeDecorator {
public:
    SugarDecorator(std::unique_ptr<Coffee> c) : CoffeeDecorator(std::move(c)) {}

    std::string getDescription() override {
        return coffee->getDescription() + ", 加糖";
    }

    double getPrice() override {
        return coffee->getPrice() + 2.0;    // 加糖2元
    }
};

int main() {
    // 1. 先来一杯基础浓缩
    std::unique_ptr<Coffee> coffee = std::make_unique<Espresso>();
    std::cout << coffee->getDescription() << " | 价格：" << coffee->getPrice() << std::endl;

    // 2. 加牛奶
    coffee = std::make_unique<MilkDecorator>(std::move(coffee));  // 用装饰器包装原来的咖啡，把原来的咖啡转移到装饰器中
    std::cout << coffee->getDescription() << " | 价格：" << coffee->getPrice() << std::endl;

    // 3. 再加糖
    coffee = std::make_unique<SugarDecorator>(std::move(coffee));  // 再用装饰器包装一次
    std::cout << coffee->getDescription() << " | 价格：" << coffee->getPrice() << std::endl;
}

// 这样，我们通过装饰器模式，动态地为基础咖啡添加了牛奶和糖的功能，同时保持了代码的清晰和可维护性。每个装饰器都只关注自己添加的功能，而不需要修改原有的咖啡类，这符合开闭原则。

运行结果

1
2
3

浓缩咖啡 | 价格: 25
浓缩咖啡, 加牛奶 | 价格: 30
浓缩咖啡, 加牛奶, 加糖 | 价格: 32

四、行为型模式：搞定对象的交互

4.1 观察者模式（Observer）：一对多的 “订阅 - 发布”

它解决了什么问题？

当一个对象的状态发生变化时，你要自动通知所有依赖它的对象，让它们更新。

这就是我们常说的发布 - 订阅模式！

比如：

公众号发文章，所有订阅的粉丝都能收到通知
气象站更新天气，所有的显示器（手机 APP、大屏、报警器）都要同步更新

UML 类图

C++ 代码实现

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <memory>
#include <algorithm>  // std::remove_if用于从vector中移除元素

// 前向声明
class Subject;

// 观察者接口
class Observer {
public:
    virtual ~Observer() = default;
    virtual void update(Subject* subject) = 0;  // 收到通知时更新
};

// 主题（被观察者）接口
class Subject {
private:
    // 保存所有的观察者，用weak_ptr避免循环引用，当观察者被销毁时，weak_ptr会自动失效
    std::vector<std::weak_ptr<Observer>> observers;

public:
    virtual ~Subject() = default;

    // 订阅
    void attach(std::shared_ptr<Observer> observer) {
        observers.push_back(observer);
    }

    // 取消订阅
    void detach(std::shared_ptr<Observer> observer) {
        // 使用remove_if和erase从observers中移除与observer相同的元素，wp.lock() == observer表示找到了要移除的观察者
        observers.erase(
            std::remove_if(observers.begin(),observers.end(),
            [&](const std::weak_ptr<Observer>& wp) {
                return wp.lock() == observer;
            }),
            observers.end()
        );
    }

    // 通知所有观察者
    void notify() {
        // 遍历所有观察者，调用它们的update方法
        for (auto& wp : observers) {
            if (auto observer = wp.lock()) {
                observer->update(this);
            }
        }
    }

    // 状态接口
    virtual std::string getState() const = 0;
    virtual void setState(const std::string& state) = 0;
};

// 具体的主题：气象站
class WeatherStation : public Subject {
private:
    std::string weatherState;

public:
    std::string getState() const override {
        return weatherState;
    }

    void setState(const std::string& state) override {
        weatherState = state;
        notify();       // 状态一变，立刻通知所有人！
    }
};

// 具体的观察者
// 观察者1：当前天气显示器
class CurrentDisplay : public Observer {
public:
    void update(Subject* subject) override {
        std::cout << "【当前天气】：" << subject->getState() << std::endl;
    }
};

// 观察者2：天气预报显示器
class ForecastDisplay : public Observer {
public:
    void update(Subject* subject) override {
        std::string state = subject->getState();
        std::string forecast = (state == "晴天") ? "明天也是晴天！" : "明天可能下雨，记得带伞";
        std::cout << "【天气预报】：" << forecast << std::endl;
    }
};

int main() {
    // 创建气象站
    std::shared_ptr<Subject> station = std::make_unique<WeatherStation>();

    // 创建观察者
    std::shared_ptr<Observer> current = std::make_unique<CurrentDisplay>();
    std::shared_ptr<Observer> forecast = std::make_unique<ForecastDisplay>();

    // 订阅
    station->attach(current);
    station->attach(forecast);

    std::cout << "=== 气象站更新：晴天 ===" << std::endl;
    station->setState("晴天");

    // 小明取消了天气预报的订阅
    station->detach(forecast);

    std::cout << "=== 气象站更新：雨天 ===" << std::endl;
    station->setState("雨天");

    return 0;
}

// 这样的设计使得观察者和主题之间的耦合度非常低，观察者可以自由地订阅和取消订阅，而主题只需要负责通知观察者即可。观察者模式非常适合实现事件驱动的系统，比如 GUI 应用、消息系统等。当主题的状态发生变化时，所有依赖它的观察者都会自动收到通知并更新自己，这极大地提高了系统的灵活性和可维护性。

运行结果

=== 气象站更新：晴天 ===
【当前天气】: 晴天
【天气预报】: 明天也是晴天！

=== 气象站更新：雨天 ===
【当前天气】: 雨天

4.2 策略模式（Strategy）：动态切换算法

它解决了什么问题？

如果你有多个算法，你想在运行的时候动态地切换它们，而且让算法的变化独立于使用算法的客户。

比如：

排序，有时候用快排，有时候用冒泡
支付，有时候用微信，有时候用支付宝
促销，普通用户没折扣，VIP 打 9 折，超级 VIP 打 8 折

如果不用策略模式，你可能会写一堆if-else：

if (userType == "normal") {
    price = p;
} else if (userType == "vip") {
    price = p * 0.9;
} else if (userType == "svip") {
    price = p * 0.8;
}

加新的折扣类型，又要改这个函数，太麻烦了。

策略模式就是把每个算法，封装成独立的类，然后你想换哪个就换哪个。

UML 类图

C++ 代码实现

#include <iostream>
#include <memory>

// 策略接口
// 所有的折扣策略都要实现这个接口
class DiscountStrategy {
public:
    virtual ~DiscountStrategy() = default;
    virtual double calculate(double originalPrice) = 0;
};

// 具体的策略
// 普通用户：无折扣
class NormalDiscount : public DiscountStrategy {
public:
    double calculate(double originalPrice) override {
        std::cout << "普通用户，无折扣" << std::endl;
        return originalPrice;
    }
};

// VIP用户：9折
class VipDiscount : public DiscountStrategy {
public:
    double calculate(double originalPrice) override {
        std::cout << "VIP用户，打9折" << std::endl;
        return 0.9 * originalPrice;
    }
};

// 超级VIP：8折
class SvipDiscount : public DiscountStrategy {
public:
    double calculate(double originalPrice) override {
        std::cout << "超级VIP用户，打8折" << std::endl;
        return 0.8 * originalPrice;
    }
};

// 上下文：使用策略的类
class PriceCalculator {
private:
    std::unique_ptr<DiscountStrategy> strategy;     // 当前用的策略

public:
    // 构造的时候传入策略
    PriceCalculator(std::unique_ptr<DiscountStrategy> s) : strategy(std::move(s)) {}

    // 动态切换策略
    void setStrategy(std::unique_ptr<DiscountStrategy> s) {
        strategy = std::move(s);
    }

    // 计算最终价格
    double getFinalPrice(double originalPrice) {
        return strategy->calculate(originalPrice);
    }
};

int main() {
    // 一开始，默认普通用户
    PriceCalculator calculator(std::make_unique<NormalDiscount>());
    double normalPrice = calculator.getFinalPrice(100);
    std::cout << "原价100元，最终价格：" << normalPrice << std::endl;

    // 用户升级成VIP了，切换策略
    calculator.setStrategy(std::make_unique<VipDiscount>());
    double vipPrice = calculator.getFinalPrice(100);
    std::cout << "原价100元，最终价格：" << vipPrice << std::endl;

    // 用户升级成超级VIP了，切换策略
    calculator.setStrategy(std::make_unique<SvipDiscount>());
    double svipPrice = calculator.getFinalPrice(100);
    std::cout << "原价100元，最终价格：" << svipPrice << std::endl;

    // 以后要加新的折扣？比如节日折扣？
    // 加个HolidayDiscount类就行了！完全不用改Calculator的代码！

    return 0;
}

运行结果

普通用户，无折扣
原价100元，最终价格: 100
VIP用户，打9折
原价100元，最终价格: 90
超级VIP，打8折
原价100元，最终价格: 80

五、怎么学好设计模式？

5.1 不要死记硬背

很多人学设计模式，就是把 23 个模式的定义背下来，这完全没用！

你要记住的是：

这个模式解决了什么问题？
什么时候该用它？
什么时候不该用它？

5.2 先写坏代码，再重构

最好的学习方式，不是上来就用设计模式。

先把功能写出来，哪怕代码很烂，一堆if-else
当你发现代码越来越难维护的时候，再回头看，哪个模式能解决你的问题
重构！

这样你才能真正理解，这个模式解决了什么痛点。

5.3 不要过度设计

设计模式不是银弹！不要为了用模式而用模式。

如果你的项目很小，就几个类，别搞什么工厂、策略了，直接写最简单的代码就行
KISS 原则：Keep It Simple, Stupid! 简单比复杂更重要

5.4 从常用的模式开始学

不用一上来就把 23 个都学完，先把这几个最常用的吃透：

单例（最简单，必学）
工厂（解耦创建，必学）
观察者（事件系统，必学）
策略（算法切换，必学）
适配器（兼容旧代码，常用）
装饰器（动态加功能，常用）

剩下的，用到的时候再学也不迟。

总结

设计模式，本质上就是一套 “让代码变好” 的经验总结。它不是什么高深的黑魔法，而是帮你写出更优雅、更易维护的代码的工具。

作为小白，你不用急着一口吃成胖子，慢慢来：

先理解 SOLID 原则
逐个吃透常用的模式，动手敲代码
在实际项目中，遇到问题了，想想哪个模式能帮你

相信我，当你真正理解了设计模式，你会发现，写代码原来是一件这么爽的事！

本文章基于现代 C++（C++11 及以上）编写，所有代码均可直接编译运行。

Design Pattern on Snow

Design Pattern

前言：为什么要学设计模式？

一、设计模式入门：先搞懂这几个概念

1.1 什么是设计模式？

1.2 23 种模式的分类

1. 创建型模式（5 种）

2. 结构型模式（7 种）

3. 行为型模式（11 种）

1.3 设计模式的基石：SOLID 原则

1. 单一职责原则（SRP）

2. 开闭原则（OCP）

3. 里氏替换原则（LSP）

4. 接口隔离原则（ISP）

5. 依赖倒置原则（DIP）

二、创建型模式：搞定对象的创建

2.1 单例模式（Singleton）：全局唯一的实例

它解决了什么问题？

核心思路

UML 类图

C++ 代码实现（推荐！线程安全版）

运行结果

注意事项

2.2 工厂模式（Factory）：对象创建的 “代工厂”

它解决了什么问题？

工厂方法模式：最常用的工厂

UML 类图

C++ 代码实现

运行结果

什么时候用工厂模式？

三、结构型模式：搞定类的组合

3.1 适配器模式（Adapter）：给旧接口做个 “转接头”

它解决了什么问题？

UML 类图

C++ 代码实现

运行结果

3.2 装饰器模式（Decorator）：动态给对象 “加 buff”

它解决了什么问题？

UML 类图

C++ 代码实现

运行结果

四、行为型模式：搞定对象的交互

4.1 观察者模式（Observer）：一对多的 “订阅 - 发布”

它解决了什么问题？

UML 类图

C++ 代码实现

运行结果

4.2 策略模式（Strategy）：动态切换算法

它解决了什么问题？

UML 类图

C++ 代码实现

运行结果

五、怎么学好设计模式？

5.1 不要死记硬背

5.2 先写坏代码，再重构

5.3 不要过度设计

5.4 从常用的模式开始学

总结