"四人帮"的《design pattern》的确博大精深，但个人觉得毕竟还是偏学院派了，似乎不用非常理性的去理解它们，所以在实际应用中，甚至一些人主张不使用模式。就像说话写作文一样，我们不一定要有模版，但是一些常用的总分、对比等手法还是可以借鉴的。如果能如独孤求败的剑术一样，到达精通剑、一切皆剑、无剑的境界，当然最好，但实际用好其中的一部分也已经足够你好好的耍耍了。
凡是有一个过程，最近读了《c++ API设计》，里面从API设计角度，也提到了若干有用的模式，回想起来，《effective c++》中也经常提到如何设计类的大量条款等，遂在这里记录分享之。
1 Pimpl惯用法
这是保持API接口和实现分离的重要机制，但并不是严格的设计模式（可以看做桥接模式的一种特例)。 将不需要客户知道的部分用一个实现类的指针代替。
用途
可以把实现细节从公有的头文件分离出来，需要提供API接口对应头文件，为了提供极简的接口，不需要引入自己的实现导致复杂化
举例
// timer.h
class AutoTimer
{
public:
explicit AutoTimer();
~AutoTimer();
private:
// 除非AutoTimer必须访问Impl的成员，才声明为public
// 在Impl一般只放置私有成员变量和方法，甚至可以包含指向公有类的指针
class Impl;
Impl *_Impl;
//禁止被复制，对于含有成员指针都要注意限制之
AutoTimer(const AutoTimer&);
const AutoTimer& operator=(const AutoTimer &);
}
2 单例模式
通常我们将构造、复制、复制构造、析构声明为私有，而通过如下方式访问对象方法： Singleton& Singleton::GetInstance() { static Singleton instance; return instance; }
不同编译单元中，非局部静态的初始化顺序是未定义的。多线程初始中，所以甚至需要使用DCLP双重检查锁定模式来调用，但可能会影响性能。
用途
更优雅的维护全局状态的方式，但应确定清楚是否需要全局状态
举例
实现一个健壮的单例是非常困难的，比如线程安全等，而应该尽可能避免使用单例，比如使用依赖注入、单一状态、会话状态，使用单一行为代替单一实例，实质是没有必要限制只有一个类的实例，而只是需要将那些不变的东西通过参数传入、静态化存储、临时一个对象汇总存储起来即可。
3 工厂模式
个人认为只是最有用的方法之一了。在类似CreateNew的方法中根据传入对象类型标识来new一个新的对象即可实现简单的工厂方法。
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
//renderfactory.h
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
#include "render.h"
#include "user_render.h"
#include
class RenderFactory
{
public:
static IRender* CreateRender(const string& type) {
if (type == "user") {
return new UserRender();
}
}
}
这个简单工厂含有一个创建类的方法（具体create那种产品用switch处理一般）。 当不仅create一种产品时，就是一个CreateProduct不够用，将其virtual化，派生出多个工厂来，在每个工厂类再具体生产其对应产品，这就是工厂方法。 当每一种产品本身需要再分各种类型时，需要将CreateProduct再细分为CreateProductA和CreateProductB，这样每个派生的工厂类就还有A、B两种具体产品类型。 当然原来的一种Product也就需要改为继承模式了，由原Product派生两个ProductA 和 ProductB来。 个人觉得最多用到工厂方法就可以了， 比较常用的一种更优雅的方法是对象工厂（支持注册过程，用一个容器vector记录的类型标识与之对应的create方法函数，那个switch的创建流程着实吓人），见下文举例。
用途
提供更强大的类构造语义，并隐藏了子类的细节。
举例
//----------------------------------------------------------------------------------------
// render.h
//----------------------------------------------------------------------------------------
#include <string>
class IRender
{
public:
virtual ~IRender() {}
// 可以在cpp中提供一个默认的实现，在派生类中IReand::LoadSrc(myname) 显式重写以重用代码
virtual bool LoadSrc(const string& filename);
};
//----------------------------------------------------------------------------------------
//user_render.h
//----------------------------------------------------------------------------------------
class UserRender : public IRender
{
public:
~UserRender() {};
bool LoadSrc(const string& myname) {
return true;
}
static IRender::Create() {
return new UserRender();
}
};
//----------------------------------------------------------------------------------------
//renderfactory.h
//----------------------------------------------------------------------------------------
#include "render.h"
#include <string>
#include <map>
class RenderFactory
{
public:
typedef IRender *(*CreateCallback());
static void RegisterRender(const string& type, CreateCallback cb);
static void UnRegisterRender(const string& type);
static IRender* CreateRender(const string& type);
private:
typedef map<string, CreateCallback> CallbackMap;
static CallbackMap _Renders;
}
//----------------------------------------------------------------------------------------
//renderfactory.cpp
//----------------------------------------------------------------------------------------
#include "renderfactory.h"
RenderFactory::CallbackMap RenderFactory::_Renders;
void RenderFactory::RegisterRender(const string& type, CreateCallback cb)
{
_Renders[type] = cb;
}
void IRender RenderFactory::UnRegisterRender(const string& type)
{
_Renders.erase(type);
}
void RenderFactory::CreateRender(const string& type)
{
CallbackMap::Iterator it = _Renders.find(type);
if (it == _Renders.end()) {
return NULL;
}
return it->second();
}
//----------------------------------------------------------------------------------------
//client的使用
//----------------------------------------------------------------------------------------
int main()
{
//开始注册对象工厂车间
RenderFactory::RegisterRender("user", UserRender::Create);
//创建一个车间的实例
IRender *r = RenderFactory::CreateRender("user");
r->Render();
r->LoadSrc("/tmp/test.txt");
//对实例的清理动作
delete r;
return 0;
}
4 观察者模式
抽象主题，抽象订阅者，然后绑定主题的多个订阅者关系；在主题变化时，执行notify，在notify中依次调用各个订阅者的update接口。
用途
避免双向依赖，降低耦合；一呼百应
举例
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
//i_subject.h
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
#include <map>
#include <vector>
class ISubject
{
public:
virtual ~ISubject() {}
virtual void Sub(int msg, IObserve* ob) {}
virtual void UnSub(int msg, IObserve* ob) {}
//在这里依次调用订阅者的update接口
virtual void Notify(int msg) {}
private:
typedef vector<IObserver*> ObVector;
//一个msg被多个订阅
typedef map<int, ObVector> ObMap;
ObMap _Obs;
}
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
//mysub.h
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
class MySubject : public ISubject
{
public:
enum Msg {ADD, DEL};
}
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
//i_observer.h
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
class IObserve
{
public:
virtual ~IObserve() {}
//声明为纯虚函数，但也可以有实现供子类调用IObserve::update(1)
virtual void update(int msg) = 0;
}
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
//my_observer.h
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
class MyObserve : public IObserve
{
public:
//含有入参，则最好explicit
explicit MyObserve(const string& str) : _name(str) {}
~MyObserve() {}
void update() {
prinf("change");
}
private:
string _name;
}
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
//client
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
int main()
{
//初始化一些对象
MySubject Sub;
MyObserve Ob1("ob1");
MyObserve Ob2("ob2");
//完成订阅绑定
sub.Sub(MySubject::ADD, &Ob1);
sub.Sub(MySubject::DEL, &Ob2);
//通知更改
sub.Notify(MySubject::ADD);
sub.Notify(MySubject::DEL);
return 0;
}
5 Commad模式
这个模式比较灵活,可以看成是高级点的callback机制。
用途
比如，在某个逻辑阶段，需要一个回调，回调需要参数，将参数之前设定好就OK，看起来像这样：
举例
// 事务准备阶段
int flag = 1;
//...
// 事务回调阶段
Done(callback, flag)
应用command模式后，将变成这样：
// 事务准备阶段
//Concreate 对应的flag = 1
Command pCmd = new ConcreateCommad();
// 事务回调阶段, 这里不会再理会flag了
// 所以客户端这里不需要关注command的接口等
Done(pCmd);
6 state模式
状态不同行为不同; state模式有些弊端，比如增加了类的个数，如果设计不好，则将代码混乱化了 所以应用的时机需要仔细考虑。
用途
引用网络上的分析： 1) 一个对象的行为取决于它的状态, 并且它必须在运行时刻根据状态改变它的行为。 2) 代码中包含大量与对象状态有关的条件语句:一个操作中含有庞大的多分支的条件（if else(或switch case)语句，且这些分支依赖于该对象的状态。这个状态通常用一个或多个枚举常量表示。通常 , 有多个操作包含这一相同的条件结构。 State模式将每一个条件分支放入一个独立的类中。这使得你可以根据对象自身的情况将对象的状态作为一个对象，这一对象可以不依赖于其他对象而独立变化。
举例
class TransBase
{
public:
TransBase(CDB* pdb) : _pdb(pdb) {}
~TransBase() {}
virtual void DBUpdate();
protected:
CDB* _pdb;
}
class TransInit : public TransHandle
{
public:
TransInit(CDB* pdb) : TransHandle(pdb) {
}
void DBUpdate(Task* task) {
_db.(task, INIT)
}
}
class TransCommit : public TransHandle
{
public:
TransInit(CDB* pdb) : TransHandle(pdb) {
}
void DBUpdate(Task* task) {
_db.(task, COMMIT)
}
CDB _db;
}
int main()
{
TransBase *pTrans = new TransCommit(new CDB());
pTrans->DBUpdate(new Task());
//...
}
更近一步，可以写个上下文将状态集成, 将状态的生成与转换写在context里面
class TransContext
{
enum STATE {INIT, CMMIT}
//考虑提供一个状态设置的方法，最好是在初始化时就全部new出来了
//网上有很多例子这里声明为static，则在客户端也可以使用这个去设置，但static要注意多线程下问题
//static TransInit *pTransInit;
//static TransCommit *pTransCommit;
//不需要暴露，直接写SetCommitState()，这内部实现状态转移，这样不需要定义为static暴露出去，显得更加优越一些
void SetCommitState(Task* task) {
SetState(pTransCommit);
pTrans->DBUpdate(task);
}
TransInit *pTransInit;
TransCommit *pTransCommit;
TransContext(CDB& cdb) {
pTransInit = new TransInit(cdb);
pTransCommand = new TransCommand(cdb);
}
private:
//这里也可以弄个标志传入，在函数内部switch，但暴露SetCommitState被暴露enum的state状态还要好些
void SetState(TransBase *pTrans) {
_pTrans = pTrans;
}
private:
TransBase *_pTrans;
}
int main()
{
TransContext tc(new CDB());
Task commit_task;
tc.SetCommitState(&commit_task);
//...
}
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