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C++ 设计模式与 C++ 标准库的整合

PHPz

发布： 2024-06-26 14:15:02

原创

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c++++ 设计模式可以与 c++ 标准库整合，提高代码简洁性、效率和可维护性。案例：观察者模式与智能指针，使用 vector 存储观察者，使用 shared_ptr 防止悬垂指针。其他整合案例：工厂模式、单例模式、迭代器模式、适配器模式。

C++ 设计模式与 C++ 标准库的整合

C++ 标准库提供了丰富的容器、算法和函数，它们是实现设计模式的理想工具。通过整合 C++ 设计模式和标准库，我们可以创建简洁、高效且可维护的代码。

实战案例：观察者模式与智能指针

考虑一个观察者模式的例子，其中 Subject 维护一个观察者的集合。当 Subject 的状态发生变化时，它将通知所有观察者。

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我们可以使用 C++ 标准库中的 vector 来存储观察者：

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class Subject {
public:
    void addObserver(Observer* observer) { observers.push_back(observer); }
    void notifyObservers() {
        for (auto& observer : observers) {
            observer->update();
        }
    }
private:
    std::vector<Observer*> observers;
};

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为确保观察者不会被意外销毁，我们可以使用智能指针。这里我们使用 shared_ptr：

class Observer {
public:
    virtual ~Observer() {}  // 析构函数需要成为虚函数
    virtual void update() = 0;  // 纯虚函数，强制实现
};

class ConcreteObserver1 : public Observer {
public:
    void update() override { std::cout << "ConcreteObserver1 notified\n"; }
};

class ConcreteObserver2 : public Observer {
public:
    void update() override { std::cout << "ConcreteObserver2 notified\n"; }
};

int main() {
    Subject subject;

    auto observer1 = std::make_shared<ConcreteObserver1>();
    auto observer2 = std::make_shared<ConcreteObserver2>();

    subject.addObserver(observer1.get());  // 使用 .get() 获取原始指针
    subject.addObserver(observer2.get());

    subject.notifyObservers();

    return 0;
}

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在这个例子中，std::vector 确保了观察者的集合与 Subject 具有相同生命周期。shared_ptr 则防止了观察者在不需要时被销毁，从而避免了悬垂指针的问题。

其他整合案例

以下是一些其他使用 C++ 标准库实现设计模式的案例：