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C++ 函数的虚函数在设计模式中的应用

王林

发布： 2024-09-26 14:39:02

原创

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虚函数在设计模式中用于实现：开放-封闭原则：允许子类扩展父类功能，而无需修改父类。依赖倒置原则：高层模块依赖抽象接口，不受低层实现影响。虚函数的应用实例包括：工厂方法模式：创建不同类型对象的抽象工厂。策略模式：动态更改算法或行为。虚函数提供了灵活性，实现了解耦、可扩展和可重用的代码。

C++ 函数的虚函数在设计模式中的应用

概述

虚函数是 C++ 中一个强大的特性，它允许子类重写基类的函数，从而实现了多态性。在设计模式中，虚函数被广泛用于实现以下原则：

开放-封闭原则：类应该对扩展开放，对修改关闭。虚函数允许子类扩展父类的功能，而无需修改父类本身。
依赖倒置原则：高层模块不应该依赖于低层模块。相反，两者都应该依赖于抽象。虚函数通过提供一个抽象接口，使高层模块不受低层实现的影响。

实战案例

工厂方法模式：

工厂方法模式允许一个类推迟实例化的创建，直到子类被指定。它使用一个工厂方法，该方法返回特定类型对象的实例。

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class Factory {
public:
    virtual Product* createProduct() = 0;
};

class ConcreteFactoryA : public Factory {
public:
    Product* createProduct() override { return new ProductA; }
};

class ConcreteFactoryB : public Factory {
public:
    Product* createProduct() override { return new ProductB; }
};

class Product {
public:
    virtual void operation() = 0;
};

class ProductA : public Product {
public:
    void operation() override { /* A 的操作 */ }
};

class ProductB : public Product {
public:
    void operation() override { /* B 的操作 */ }
};

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在这个例子中，Factory 类提供了一个抽象的工厂方法，可以由 ConcreteFactoryA 和 ConcreteFactoryB 等子类实现。这允许我们推迟产品的创建，直到我们知道需要哪种类型。

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策略模式：

策略模式允许我们动态地更改算法或行为。它使用一组可以互换的行为类，称为策略。

class Context {
public:
    Context(Strategy* strategy) : _strategy(strategy) {}
    void executeStrategy() { _strategy->execute(); }
private:
    Strategy* _strategy;
};

class Strategy {
public:
    virtual void execute() = 0;
};

class ConcreteStrategyA : public Strategy {
public:
    void execute() override { /* A 的算法 */ }
};

class ConcreteStrategyB : public Strategy {
public:
    void execute() override { /* B 的算法 */ }
};

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在策略模式中，Context 类拥有一个 Strategy 接口的引用。ConcreteStrategyA 和 ConcreteStrategyB 等子类实现了不同的策略算法。这允许我们根据需要动态地更改 Context 的行为。