面经-设计模式

请问你了解哪些设计模式？

常见的设计模式如下：

单例模式：确保单例类全局只有一个实例，并提供该实例的全局访问点。单例模式的实现核心是将类的构造函数设置为私有，并预留一个获取全局唯一对象的静态函数，用于外界获得该实例。根据实例化的时间可以分为懒汉模式和饿汉模式，区别就在于是使用的时候实例化还是在系统启动的时候就初始化。

工厂模式：是一个创建对象的接口，但是由子类决定实例化哪个类。工厂方法把实例化操作延迟到子类。

生成器模式：是一个创建型设计模式，如果一个类包含大量的部件，可以通过一个额外的生成器来分步骤创建复杂的对象，然后将创建的对象返回。

模板模式：定义算法框架，并将一些步骤延迟到子类实现，例如常见的目标检测，包含了图像读取，预处理，检测，可视化，这几个子过程。如果更改其中的预处理的方法，那么只用在子类中重写预处理函数即可，其他过程都可以复用。weak_ptr

观察者模式：原理类似于所有观察者都实现一个 updata 接口，然后将所有的观察者注册进被观察者中，当被观察者状态变化时循环通过 update 接口通知所有观察者。

装饰模式：是静态继承的一种替代，通过装饰模式可以动态的给原有的对象增加新的功能。装饰类和被装饰类之间不存在耦合不相互影响。这种模式对被装饰类进行包装，在装饰类中持有被装饰类的对象，实现在保持原有功能前提下实现新的功能。除了最底层的原始对象不需要依赖以外，其他装饰对象都要携带一个指针指向它装饰的对象，装饰的过程像一个链表层层叠加。

请你说一说OOP的设计模式的五项原则

单一职责原则：每个类只负责单一的责任，如果一个任务很复杂，应该将他分散的多个类种实现，减少类的耦合，提高类的复用性。 依赖倒置原则：核心是面向接口编程的思想。高层模块不能依赖于底层模块，他们应该共同依赖于抽象（接口），因为抽象更稳定。在高层模块和底层模块之间抽象出一个稳定的接口层，降低他们之间的耦合。 里氏替换原则：这个原则是说子类对象要能够完全替换父类，即可以使用父类的地方也要能使用子类替换。并在客户端中使用父类指针或引用类型来引用子类，以实现动态绑定。 接口隔离原则：不应该强迫客户依赖于它们不用的方法。因此使用多个专门的接口比使用单一的总接口要好。 开放-封闭原则：在新增功能时，不需要修改原有的代码 最少知识原则：

请问如何保证单例模式只有唯一实例？你知道的都有哪些方法？

构造函数设置为私有属性，只有通过该类提供的静态方法来得到该类的唯一实例。在静态方法中判断指向实例的静态成员指针为空，就实例化类，否则直接返回。（必须是静态成员指针，因为静态成员函数无法访问非静态成员变量）

单例模式有懒汉模式，可能会线程不安全，如果多个线程同时通过了指针空判断，就会创建出多个实例，通过双重锁来实现线程安全。（判空，上锁，再判空，为啥要用双重锁？如果已经实例化了，通过第一个判空操作能避免读的时候加锁等待，提高性能。第二个锁就是为了防止创建对象的时候多线程竞争）另一个是饿汉模式，在程序运行时就完成了对象初始化，因此不存在不安全问题。

请你说说工厂模式的优点？

为了解耦，将对象的使用过程和创建过程分离。如果对象创建过程包含了复杂的创建逻辑，可以统一放在工厂类中实现，实现代码复用。充分利用了面向对象的多态性质，工厂对象返回的是指向具体子类的基类指针，如果后续修改了子类的业务逻辑，也只用修改工厂中的初始化逻辑，方便维护。

请你说一下观察者模式

观察者模式中分为观察者和被观察者，当被观察者发生装填改变时，观察者会受到通知。主要为了解决对象状态改变给其他对象通知的问题，其实现类似于观察者在被观察者那注册了一个回调函数。

说一说装饰模式

是静态继承的一种替代，通过装饰模式可以动态的给原有的对象增加新的功能。装饰类和被装饰类之间不存在耦合不相互影响。这种模式对被装饰类进行包装，在装饰类中持有被装饰类的对象，实现在保持原有功能前提下实现新的功能。除了最底层的原始对象不需要依赖以外，其他装饰对象都要携带一个指针指向它装饰的对象，装饰的过程像一个链表层层叠加。

使用场景：1、扩展一个类的功能。 2、动态增加功能，动态撤销。

手撕单例模式

using namespace std;

class Single{
	private: 
    	static Single* ptr;
    	std::mutex mtx_;
    	Single(){};
    public:
    	static getSingeTon(){
			if(ptr == nullptr){
                mtx_.lock();
                if(ptr == nullptr){
                	ptr = new Single();
                }
                mtx_.unlock();
            }
            return ptr;
        }
};
Single* Single::ptr = nullptr;