C++ 模板与设计模式结合的应用有哪些？

模板和设计模式的组合创造了强大的代码：模板创建可重用代码，保持类型安全性。工厂模式通过接口分离对象创建，模板创建通用工厂。建造者模式通过逐步构建处理复杂对象，模板创建通用建造器。发布-订阅模式使用事件实现松散耦合，模板创建通用发布器和订阅者。实战案例展示工厂模式在用户帐户管理系统中动态创建用户类型的应用。

C++ 模板与设计模式的强大组合

引言

C++ 模板是一个强大的工具，它允许开发者创建可重复使用的代码，同时保留类型安全性。而设计模式提供了创建灵活且可扩展代码的常用解决方法。当结合使用时，模板和设计模式可以产生令人印象深刻的结果。

模板与工厂模式

工厂模式通过创建一个接口来分离对象创建和对象的实际构造。通过使用模板，我们可以创建生成对象的通用工厂：

template<typename T>
class Factory {
public:
    T* create() {
        // 实际对象的创建逻辑
        return new T;
    }
};

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模板与建造者模式

建造者模式允许逐步构建复杂对象，其中每个阶段由不同的构建器处理。我们可以使用模板编写一个通用建造器：

template<typename T>
class Builder {
public:
    Builder() {}
    T* build() {
        // 复杂的构建逻辑
        return new T;
    }

    void step1() {
        // 构建步骤 1
    }
    void step2() {
        // 构建步骤 2
    }
};

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模板与发布-订阅模式

发布-订阅模式允许松散耦合的组件通过事件进行通信。我们可以使用模板创建发布者和订阅者的通用实现：

template<typename T>
class Publisher {
public:
    void subscribe(T* subscriber) {
        subscribers.push_back(subscriber);
    }
    void publish(const std::string& message) {
        for (auto subscriber : subscribers) {
            subscriber->notify(message);
        }
    }
private:
    std::vector<T*> subscribers;
};

template<typename T>
class Subscriber {
public:
    void notify(const std::string& message) {
        // 处理消息
    }
};

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实战案例：用工厂模式管理用户帐户

假设我们有一个用户帐户管理系统，我们需要创建不同的用户类型，如：

class User {
    // 用户基类
};

class AdminUser : public User {
    // 管理员用户
};

class StandardUser : public User {
    // 标准用户
};

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我们可以使用工厂模式来动态创建特定的用户类型：

class UserFactory {
public:
    static User* createUser(const std::string& type) {
        if (type == "Admin") {
            return new AdminUser;
        } else if (type == "Standard") {
            return new StandardUser;
        } else {
            throw std::invalid_argument("Invalid user type");
        }
    }
};

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结论

C++ 模板与设计模式相结合提供了一种创建灵活、可扩展且高效的代码的强大方式。通过使用模板创建通用的基础结构，我们可以专注于特定业务逻辑的实现，从而简化开发并提高代码质量。

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