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 Pimpl

Pimpl是“pointer to implementation”的缩写,意为指向实现的指针。Pimpl是针对C++的设计模式,它将所有的私有数据成员、私有成员函数隔离到一个.cpp文件中独立实现的类或结构体内,在.h中仅需要包含指向该类实例的不透明指针(opaque pointer)即可。
好处:1.接口和实现完全分离 2.修改实现文件,使用的地方不用重新编译

class AutoTimer
{
public:
    explicit AutoTimer(const std::string &name);
    ~AutoTimer();
private:
    class Impl;
    Impl *pmImpl;
};

 创建型模式

* 工厂模式
对 new 的封装”,make_unique()、make_shared() 这两个函数,就是工厂模式的具体应用

 结构型模式

它关注的是对象的静态联系,以灵活、可拆卸、可装配的方式组合出新的对象。
结构型模式一共有 7 个,其中,我觉得在 C++ 里比较有用、常用的是适配器、外观和代理。

 适配器模式

适配器模式的目的是接口转换,不需要修改源码,就能够把一个对象转换成可以在本系统中使用的形式
适配器模式在 C++ 里多出现在有第三方库或者外部接口的时候,通常这些接口不会恰好符合我们自己的系统,功能很好,但不能直接用,想改源码很难,甚至是不可能的。所以,就需要用适配器模式给“适配”一下,让外部工具能够“match”我们的系统,而两边都不需要变动,“皆大欢喜”。
标准库中的容器 array 就是一个适配器,适配c/c++的原生数组,包装了 c/c++ 的原生数组,转换成了容器的形式,让裸内存数据也可以接入标准库的泛型体系。

array<int, 5> arr = {0,1,2,3,4};
auto b = begin(arr);
auto e = end(arr);
for_each(b, e, [](int x){...});

 外观模式

再来看外观模式,它封装了一组对象,目的是简化这组对象的通信关系,提供一个高层次的易用接口,让外部用户更容易使用,降低系统的复杂度。
外观模式的特点是内部会操作很多对象,然后对外表现成一个对象。使用它的话,你就可以不用“事必躬亲”了,只要发一个指令,后面的杂事就都由它代劳了,就像是一个“大管家”。
不过要注意,外观模式并不绝对控制、屏蔽内部包装的那些对象。如果你觉得外观不好用,完全可以越过它,自己“深入基层”,去实现外观没有提供的功能。
async() 就是外观模式的一个例子,它封装了线程的创建、调度等细节,用起来很简单,但也不排斥你直接使用 thread、mutex 等底层线程工具。

auto f = std::async([](){...});
f.wait();

 代理模式

它和适配器有点像,都是包装一个对象,但关键在于它们的目的、意图有差异:不是为了适配插入系统,而是要“控制”对象,不允许外部直接与内部对象通信,所以叫作“代理”。
代理模式的应用非常广泛,如果你想限制、屏蔽、隐藏、增强或者优化一个类,就可以使用代理。这样,客户代码看到的只是代理对象,不知道原始对象(被代理的对象)是什么样,
只能用代理对象给出的接口,这样就实现了控制的目的。
代理在 C++ 里的一个典型应用就是智能指针,它接管了原始指针,限制了某些危险操作,并且添加了自动生命周期管理,虽然少了些自由,但获得了更多的安全。

 行为模式

行为模式,它描述了对象之间动态的消息传递,也就是对象的“行为”、工作的方式。
因为行为模式都是在运行时才建立联系,所以通常都很复杂,不太好理解对象之间的关系和通信机制。
我觉得比较难用,或者说是要尽量避免使用的模式有解释器和中介者,它们的结构比较难懂,会增加系统的复杂度。而比较容易理解、容易使用的有职责链、命令和策略,所以我重点说说它们。

 责任链&&命令

职责链和命令这两个模式经常联合起来使用。职责链把多个对象串成一个“链条”,让链条
里的每个对象都有机会去处理请求。而请求通常使用的是命令模式,把相关的数据打包成一
个对象,解耦请求的发送方和接收方。
其实,你仔细想一下就会发现,C++ 的异常处理机制(  第 9 讲)就是“职责链 + 命
令”的一个实际应用。
在异常处理的过程中,异常类 exception 就是一个命令对象,throw 抛出异常就是发起了
一个请求处理流程。而一系列的 try-catch 块就构成了处理异常的职责链,异常会自下而上
地走过函数调用栈——也就是职责链,直到在链条中找到一个能够处理的 catch 块。

 策略模式

策略模式的要点是“策略”这两个字,它封装了不同的算法,可以在运行的时候灵活地互相
替换,从而在外部“非侵入”地改变系统的行为内核。
策略模式有点像装饰模式和状态模式,你可不要弄混了。跟它们相比,策略模式的的特点是
不会改变类的外部表现和内部状态,只是动态替换一个很小的算法功能模块。
前面讲过的容器和算法用到的比较函数散列函数,还有 for_each 算法里的 lambda 表达
式,它们都可以算是策略模式的具体应用。
另外,策略模式也非常适合应用在有 if-else/switch-case 这样“分支决策”的代码里,你
可以把每个分支逻辑都封装成类或者 lambda 表达式,再把它们存进容器,让容器来帮你
查找最合适的处理策略。