什么是設計模式？
設計模式是軟件開發(fā)人員在軟件開發(fā)過程中面臨的一般問題的解決方案。這些解決方案是眾多軟件開發(fā)人員經過相當長的一段時間的試驗和錯誤總結出來的。
設計模式是一套被反復使用的、多數人知曉的、經過分類編目的、代碼設計經驗的總結。使用設計模式是為了重用代碼、讓代碼更容易被他人理解、保證代碼可靠性。
23種設計模式的分類
創(chuàng)建型模式-->對象怎么來
提供了一種在創(chuàng)建對象的同時隱藏創(chuàng)建邏輯的方式，而不是使用 new 運算符直接實例化對象。這使得程序在判斷針對某個給定實例需要創(chuàng)建哪些對象時更加靈活。
結構型模式-->對象和誰有關
關注類和對象的組合。繼承的概念被用來組合接口和定義組合對象獲得新功能的方式。
行為型模式-->對象與對象在干嘛
特別關注對象之間的通信。
設計模式的六大原則
1、開閉原則（Open Close Principle）：對擴展開放，對修改關閉；
2、里氏代換原則（Liskov Substitution Principle）：任何基類可以出現的地方，子類一定可以出現。
3、依賴倒轉原則（Dependence Inversion Principle）：針對接口編程，依賴于抽象而不依賴于具體。
4、接口隔離原則（Interface Segregation Principle）：使用多個隔離的接口，比使用單個接口要好；降低類之間的耦合度。
5、最少知道原則（Demeter Principle）：一個實體應當盡量少地與其他實體之間發(fā)生相互作用，使得系統(tǒng)功能模塊相對獨立。
6、合成復用原則（Composite Reuse Principle）：盡量使用合成/聚合的方式，而不是使用繼承。
單例模式
保證一個類僅有一個實例，并提供一個訪問它的全局訪問點。
主要解決：一個全局使用的類頻繁地創(chuàng)建與銷毀。
何時使用：當您想控制實例數目，節(jié)省系統(tǒng)資源的時候。
如何解決：判斷系統(tǒng)是否已經有這個單例，如果有則返回，如果沒有則創(chuàng)建。
關鍵代碼：構造函數是私有的。
應用實例： 1、一個黨只能有一個書記。 2、Windows 是多進程多線程的，在操作一個文件的時候，就不可避免地出現多個進程或線程同時操作一個文件的現象，所以所有文件的處理必須通過唯一的實例來進行。 3、一些設備管理器常常設計為單例模式，比如一個電腦有兩臺打印機，在輸出的時候就要處理不能兩臺打印機打印同一個文件。
優(yōu)點： 1、在內存里只有一個實例，減少了內存的開銷，尤其是頻繁的創(chuàng)建和銷毀實例（比如管理學院首頁頁面緩存）。 2、避免對資源的多重占用（比如寫文件操作）。
缺點：沒有接口，不能繼承，與單一職責原則沖突，一個類應該只關心內部邏輯，而不關心外面怎么樣來實例化。
使用場景： 1、要求生產唯一序列號。 2、WEB 中的計數器，不用每次刷新都在數據庫里加一次，用單例先緩存起來。 3、創(chuàng)建的一個對象需要消耗的資源過多，比如 I/O 與數據庫的連接等。
注意事項：getInstance() 方法中需要使用同步鎖 synchronized (Singleton.class) 防止多線程同時進入造成 instance 被多次實例化。
靜態(tài)成員實例的懶漢模式
懶漢模式：即第一次調用該類實例的時候才產生一個新的該類實例，并在以后僅返回此實例。
需要用鎖，來保證其線程安全性：原因：多個線程可能進入判斷是否已經存在實例的if語句，從而non thread safety。使用double-check來保證thread safety。但是如果處理大量數據時，該鎖才成為嚴重的性能瓶頸。
1 class Singleton
2 {
3 private:
4 static Singleton* m_instance;
5 Singleton(){}
6 public:
7 static Singleton* getInstance();
8 };
9
10 Singleton* Singleton::getInstance()
11 {
12 if(NULL == m_instance)
13 {
14 Lock();//借用其它類來實現，如boost
15 if(NULL == m_instance)
16 {
17 m_instance = new Singleton;
18 }
19 UnLock();
20 }
21 return m_instance;
22 }
工廠模式
工廠模式分為3種，即簡單工廠模式、工廠方法模式、抽象工廠模式，其實大同小異，總結下來就是：
簡單工廠模式：一個工廠，多個產品。產品需要有一個虛基類。通過傳入參數，生成具體產品對象，并利用基類指針指向此對象。通過工廠獲取此虛基類指針，通過運行時多態(tài)，調用子類實現。
使用場景： 1、日志記錄器：記錄可能記錄到本地硬盤、系統(tǒng)事件、遠程服務器等，用戶可以選擇記錄日志到什么地方。 2、數據庫訪問，當用戶不知道最后系統(tǒng)采用哪一類數據庫，以及數據庫可能有變化時。 3、設計一個連接服務器的框架，需要三個協(xié)議，"POP3"、"IMAP"、"HTTP"，可以把這三個作為產品類，共同實現一個接口。
工廠方法模式：多個工廠，多個產品，每個產品對應于一個工廠。此時工廠和產品都是通過虛基類的方式構建。對于簡單工廠模式，當要增加一個新產品時候，就需要在工廠類中修改代碼，具體表現為多加一個參數，來識別新的產品類型。此時違反了對擴展開放，對修改關閉的原則。基于此，工廠方法模式應運而生。當增加一個新產品時，同時增加一個新工廠。增加新工廠屬于擴展，不會修改以前工廠類和產品類的任何代碼?？梢钥催^多個獨立的簡單工廠模式構成了工廠方法模式。
當一個類不知道它所需要的對象的類時
在工廠方法模式中，客戶端不需要知道具體產品類的類名，只需要知道所對應的工廠即可；
當一個類希望通過其子類來指定創(chuàng)建對象時
在工廠方法模式中，對于抽象工廠類只需要提供一個創(chuàng)建產品的接口，而由其子類來確定具體要創(chuàng)建的對象，利用面向對象的多態(tài)性和里氏代換原則，在程序運行時，子類對象將覆蓋父類對象，從而使得系統(tǒng)更容易擴展。
將創(chuàng)建對象的任務委托給多個工廠子類中的某一個，客戶端在使用時可以無須關心是哪一個工廠子類創(chuàng)建產品子類，需要時再動態(tài)指定，可將具體工廠類的類名存儲在配置文件或數據庫中。
抽象工廠模式：多個工廠，多個產品，并且每個產品可以包含多個型號。此時工廠和產品都是通過虛基類的方式構建。每一個工廠類可以生產同一個產品的多個型號。
使用場景： 1、QQ 換皮膚，一整套一起換。 2、生成不同操作系統(tǒng)的程序。
