C++笔记之单例模式、工厂模式、观察者模式的适用场景是什么？

C++笔记之单例模式、工厂模式、观察者模式的适用场景是什么？

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• 单例模式：系统中某个类只能有一个实例，且该实例需要被全局访问的场景。比如全局状态管理类、配置管理器、日志系统。
• 工厂模式：工厂模式适用于创建对象的过程比较复杂，或者需要根据不同条件创建不同类型的对象，并且希望将对象的创建与使用解耦的场景。另外简单工厂模式违反了开闭原则。但使用静态注册表可以解决这个问题。
• 观察者模式：观察者模式适用于一个对象状态改变时，需要通知一系列依赖该状态的对象，从而实现发布-订阅、事件驱动的场景。比如天气变化，超市涨价推送通知给用户。Qt的信号与槽、ROS的发布-订阅者机制就是在一定程度上应用了观察者的思想。

文章目录

• C++笔记之单例模式、工厂模式、观察者模式的适用场景是什么？
• • 1. 三种设计模式的适用场景
  • • 1.1 单例模式适用于什么场景？
    • 1.2 工厂模式适用于什么场景？
    • • 1.2.1 简单工厂模式适用于什么情况？
      • 1.2.2 工厂方法模式适用于什么情况？
      • 1.2.3 抽象工厂模式适用于什么情况？
    • 1.3 观察者模式适用于什么场景？
    • 1.4 三种模式如何对比？
  • 2. 观察者模式的典型应用场景有没有天气变化、超市涨价、Qt信号与槽？
  • 3. 观察者模式就是发布者和订阅者吗？
  • • 3.1 观察者模式的核心概念是什么？
    • 3.2 观察者模式和发布-订阅模式有什么区别？
  • 4. ROS和Qt的信号与槽机制都是观察者模式吗？
  • • 4.1 Qt信号与槽属于哪一类？
    • 4.2 ROS的Topic机制属于哪一类？
    • 4.3 两者的关键差异是什么？
    • 4.4 如何一句话区分？

1. 三种设计模式的适用场景

1.1 单例模式适用于什么场景？

单例模式适用于系统中某个类只能有一个实例，且该实例需要被全局访问的场景。

典型应用包括：

1. 全局状态管理类：系统需要唯一的状态持有者，避免多处各自维护一份状态导致不一致。
2. 配置管理器：系统配置全局唯一，多处读取，同时避免重复加载。
3. 日志系统：整个程序共享一个日志记录器，避免日志文件被多次打开。
4. 线程池或连接池管理：资源池需要全局统一管理，防止创建多个池造成资源浪费。
5. 硬件资源访问：例如打印机、显卡等独占资源的管理类。

1.2 工厂模式适用于什么场景？

工厂模式适用于创建对象的过程比较复杂，或者需要根据不同条件创建不同类型的对象，并且希望将对象的创建与使用解耦的场景。

1.2.1 简单工厂模式适用于什么情况？

适用于产品种类较少且相对固定，根据参数创建对应对象的情况。例如根据文件后缀创建不同的解析器，如 JsonParser、XmlParser。

1.2.2 工厂方法模式适用于什么情况？

适用于产品族会扩展，希望遵循开闭原则，新增产品时不修改已有代码的情况。例如日志系统支持文件日志、网络日志、控制台日志，每种日志对应一个具体工厂。

1.2.3 抽象工厂模式适用