手写设计模式C++

<think>好的，用户想了解或实现C++中的设计模式，特别是手写实现常见的示例代码。首先，我需要整理用户提供的引用内容，看看有哪些设计模式已经被提及。引用中提到了单例模式、策略模式、原型模式和工厂模式相关的代码或概念。用户可能需要这些模式的示例，以及可能相关的其他常见模式。 首先，我需要确定用户可能需要的常见设计模式。除了提到的单例、策略、原型，还有工厂、观察者、装饰者、适配器等。根据引用中的代码示例，先提供已有的模式，再补充其他常见模式的实现。 接下来，检查每个引用内容。引用1是单例模式的代码示例，引用2是策略模式，引用3提到原型模式，引用4中的代码似乎是一个简单的计算类，可能用于说明工厂模式或其他模式。不过用户需要的是手写实现，所以需要根据这些引用内容来构建示例。 首先，单例模式已经在引用1中有示例，可以详细说明。策略模式在引用2中提到，需要给出具体的代码示例。原型模式在引用3中提到，需要解释并给出C++的实现。此外，可能还需要补充工厂模式、观察者模式等。 然后，需要确保代码符合C++标准，并且正确使用语法。例如，单例模式的实现中，构造函数私有化，删除拷贝构造函数和赋值运算符，使用静态局部变量确保线程安全等。 在编写每个设计模式的示例时，要简洁明了，突出模式的核心思想。例如，策略模式通过将算法封装成类，使得可以动态切换；工厂模式通过工厂类创建对象，解耦对象的创建和使用。 同时，需要注意用户提到的“手写实现”，所以代码应该简单易懂，避免过于复杂的模板或高级特性，除非必要。例如，原型模式中可能需要实现克隆方法，使用虚函数来实现深拷贝。 最后，生成相关问题，帮助用户进一步学习。问题可以涉及各个模式的应用场景、优缺点、实现细节等。 总结步骤： 1. 列举常见设计模式，选择几个有引用支持的（单例、策略、原型）并补充其他常见模式。 2. 为每个模式编写简洁的C++代码示例，确保语法正确。 3. 解释每个模式的结构和用途。 4. 生成相关问题，促进用户深入思考。</think>以下是为您整理的C++常见设计模式实现示例，包含代码解析和模式特点说明： ### 1. 单例模式（Singleton） 保证类仅有一个实例 ```cpp class Logger { public: static Logger& getInstance() { static Logger instance; // C++11保证线程安全 return instance; } void log(const string& msg) { cout << "[LOG] " << msg << endl; } private: Logger() = default; // 私有构造函数 Logger(const Logger&) = delete; // 禁止拷贝 Logger& operator=(const Logger&) = delete; // 禁止赋值 }; ``` ### 2. 策略模式（Strategy） 动态切换算法策略 ```cpp class PaymentStrategy { public: virtual void pay(double amount) = 0; }; class Alipay : public PaymentStrategy { public: void pay(double amount) override { cout << "支付宝支付：" << amount << "元" << endl; } }; class WechatPay : public PaymentStrategy { public: void pay(double amount) override { cout << "微信支付：" << amount << "元" << endl; } }; class PaymentContext { private: PaymentStrategy* strategy; public: void setStrategy(PaymentStrategy* s) { strategy = s; } void executePayment(double amount) { strategy->pay(amount); } }; ``` ### 3. 工厂模式（Factory） 封装对象创建过程 ```cpp class Shape { public: virtual void draw() = 0; }; class Circle : public Shape { public: void draw() override { cout << "绘制圆形" << endl; } }; class ShapeFactory { public: static Shape* createShape(const string& type) { if(type == "circle") return new Circle(); // 扩展其他形状... return nullptr; } }; ``` ### 4. 观察者模式（Observer） 实现事件通知机制 ```cpp class Observer { public: virtual void update(const string& message) = 0; }; class Subject { private: vector<Observer*> observers; public: void attach(Observer* o) { observers.push_back(o); } void notify(const string& msg) { for(auto o : observers) o->update(msg); } }; class User : public Observer { public: void update(const string& msg) override { cout << "收到通知：" << msg << endl; } }; ``` ### 5. 原型模式（Prototype） 通过克隆创建对象 ```cpp class Prototype { public: virtual Prototype* clone() = 0; virtual ~Prototype() = default; }; class ConcretePrototype : public Prototype { private: int data; public: ConcretePrototype(int d) : data(d) {} Prototype* clone() override { return new ConcretePrototype(*this); } }; ```