出自http://blog.csdn.net/duzhi5368/archive/2008/04/22/2314232.aspx
使用設(shè)計(jì)模式來(lái)提高程序庫(kù)的重復(fù)利用性是大型程序項(xiàng)目開(kāi)發(fā)必須的。但是在“四人幫”的設(shè)計(jì)模式概述中提到了23種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)模式，不但難以記住，而且有些設(shè)計(jì)模式更多的適用于應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)，對(duì)游戲項(xiàng)目引擎設(shè)計(jì)并沒(méi)有很多的利用價(jià)值。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，精挑細(xì)選后，篤志在這里記錄一些自認(rèn)為有利用價(jià)值的設(shè)計(jì)模式，以便之后自己設(shè)計(jì)時(shí)使用。
一：觀察者Observer
觀察者的設(shè)計(jì)意圖和作用是： 它將對(duì)象與對(duì)象之間創(chuàng)建一種依賴(lài)關(guān)系，當(dāng)其中一個(gè)對(duì)象發(fā)生變化時(shí)，它會(huì)將這個(gè)變化通知給與其創(chuàng)建關(guān)系的對(duì)象中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的通知更新。
游戲中觀察者的適用環(huán)境有：
1：UI控件管理類(lèi)。當(dāng)我們的GUI控件都使用觀察者模式后，那么用戶(hù)的任何界面相關(guān)操作和改變都將會(huì)通知其關(guān)聯(lián)對(duì)象-----我們的UI事件機(jī)。
2：動(dòng)畫(huà)管理器。很多時(shí)候我們?cè)诓シ乓粋€(gè)動(dòng)畫(huà)楨的時(shí)候，對(duì)其Frame有很大興趣，此時(shí)我們?cè)O(shè)置一個(gè)FrameLister對(duì)象對(duì)其進(jìn)行監(jiān)視，獲得我們關(guān)心的事件進(jìn)行處理是必須的。
觀察者偽代碼：
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// 被觀察對(duì)象目標(biāo)類(lèi)
Class Subject
{
// 對(duì)本目標(biāo)綁定一個(gè)觀察者 Attach( Observer );
// 解除一個(gè)觀察者的綁定 DeleteAttach( Observer );
// 本目標(biāo)發(fā)生改變了，通知所有的觀察者，但沒(méi)有傳遞改動(dòng)了什么
Notity()
{
For ( …遍歷整個(gè)ObserverList …)
{ pObserver ->Update(); }
}
// 對(duì)觀察者暴露的接口，讓觀察者可獲得本類(lèi)有什么變動(dòng)GetState();
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 觀察者/監(jiān)聽(tīng)者類(lèi)
Class Observer
{
// 暴露給對(duì)象目標(biāo)類(lèi)的函數(shù)，當(dāng)監(jiān)聽(tīng)的對(duì)象發(fā)生了變動(dòng)，則它會(huì)調(diào)用本函數(shù)通知觀察者
Void Update ()
{
pSubject ->GetState(); // 獲取監(jiān)聽(tīng)對(duì)象發(fā)生了什么變化
TODO：DisposeFun(); // 根據(jù)狀態(tài)不同，給予不同的處理
}
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
非程序語(yǔ)言描述：
A是B的好朋友，對(duì)B的行為非常關(guān)心。B要出門(mén)，此時(shí)A給了B一個(gè)警報(bào)器，告訴B說(shuō)：“如果你有事，立刻按這個(gè)警報(bào)器告訴我。”。結(jié)果B在外面遇上了麻煩，按下警報(bào)器（Update()），B就知道A出了事，于是就調(diào)查一下B到底遇到了什么麻煩(GetState())，當(dāng)知道B原來(lái)是因?yàn)楸蝗舜蛄耍谑橇⒖踢M(jìn)行處理DisposeFun()，派了一群手下幫B打架。
當(dāng)然關(guān)心A的人可以不止一個(gè)，C，D可能也對(duì)A很關(guān)心，于是A這里保存一個(gè)所有關(guān)心它的人的鏈表，當(dāng)遇到麻煩的時(shí)候，輪流給每個(gè)人一份通知。
二：?jiǎn)渭Ｊ?/span>Singleton
單件模式的設(shè)計(jì)意圖和作用是： 保證一個(gè)類(lèi)僅有一個(gè)實(shí)例，并且，僅提供一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)它的全局訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)。
游戲中適用于單件模式的有：
1：所有的Manger。在大部分的流行引擎中都存在著它的影子，例如SoundManager, ParticeManager等。
2：大部分的工廠(chǎng)基類(lèi)。這一點(diǎn)在大部分引擎中還是見(jiàn)不到的，實(shí)際上，我們的父類(lèi)工廠(chǎng)采用唯一實(shí)例的話(huà)，我們子類(lèi)進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)也會(huì)有很大方便。
單件模式偽代碼：
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Class Singleton
{
Static MySingleton; // 單件對(duì)象，全局唯一的。
Static Instance(){ return MySingleton;} // 對(duì)外暴露接口
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
三：迭代器Iterator
迭代器設(shè)計(jì)意圖和作用是： 提供一個(gè)方法，對(duì)一個(gè)組合聚合對(duì)象內(nèi)各個(gè)元素進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，同時(shí)又不暴露該對(duì)象類(lèi)的內(nèi)部表示。
游戲中適用于迭代器模式的有： 因?yàn)?/span>STL的流行，這個(gè)設(shè)計(jì)已經(jīng)廣為人知了，我們對(duì)任何形式的資源通一管理時(shí)，不免會(huì)將其聚合起來(lái)，或者List，或者Vector，我們都需要一個(gè)對(duì)其進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)的工具，迭代器無(wú)疑是一個(gè)利器。
迭代器偽代碼：
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// 迭代器基類(lèi)
Class Iterator
{
Virtual First();
Virtual Next();
Virtual End();
Virtual CurrentItem(); // 返回當(dāng)前Item信息
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 聚合體的基類(lèi)
Class ItemAggregate
{
Virtual CreateIterator(); // 創(chuàng)建訪(fǎng)問(wèn)自身的一個(gè)迭代器
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 實(shí)例化的項(xiàng)目聚合體
Class InstanceItemAggregate : public ItemAggregate
{
CreateIterator(){ return new InstanceIterator(this); }
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
四：訪(fǎng)問(wèn)者模式Visitor：
訪(fǎng)問(wèn)者設(shè)計(jì)意圖和作用是： 當(dāng)我們希望對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)對(duì)象添加一個(gè)功能時(shí)，我們能夠在不影響結(jié)構(gòu)的前提下，定義一個(gè)新的對(duì)其元素的操作。（實(shí)際上，我們只是把對(duì)該元素的操作分割給每個(gè)元素自身類(lèi)中實(shí)現(xiàn)了而已）
游戲中適用于訪(fǎng)問(wèn)者模式的有： 任何一個(gè)比較靜態(tài)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)類(lèi)中都適合采用一份訪(fǎng)問(wèn)者。這里的“比較靜態(tài)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)類(lèi)”意思是，該結(jié)構(gòu)類(lèi)中元素繁多且種類(lèi)復(fù)雜，且對(duì)應(yīng)的操作較多，但類(lèi)很少進(jìn)行變化，我們就能夠?qū)ⅲ瑢?duì)這個(gè)結(jié)構(gòu)類(lèi)元素的操作獨(dú)立出來(lái)，避免污染這些元素對(duì)象。
1：例如場(chǎng)景管理器中管理的場(chǎng)景節(jié)點(diǎn)，是非常繁多的，而且種類(lèi)不一，例如有Ogre中的Root, Irrchit中就把攝象機(jī)，燈光，Mesh，公告版，聲音都做為一種場(chǎng)景節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)類(lèi)型是不同的，雖然大家都有共通的Paint(),Hide()等方法，但方法的實(shí)現(xiàn)形式是不同的，當(dāng)我們外界調(diào)用時(shí)需要統(tǒng)一接口，那么我們很可能需要需要這樣的代碼
Hide( Object )
{ if (Object == Mesh) HideMesh(); if (Object == Light) HideLight(); … }
此時(shí)若我們需要增加一個(gè)Object新的類(lèi)型對(duì)象，我們就不得不對(duì)該函數(shù)進(jìn)行修正。而我們可以這樣做，讓Mesh,Light他們都繼承于Object,他們都實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)Hide(),那么就變成
Mesh::Hide( Visitor ) { Visitor.Hide (Mesh); }
Light::Hide(Visitor ){ Visitor.Hide (Light); }
我們?cè)谡{(diào)用時(shí)只需要Object.Hide(Visitor){ return Visitor.Hide(Object); }
這樣做的好處，我們免去了對(duì)重要函數(shù)的修正，Object.Hide(Visitor){}函數(shù)我們可以永久不變，但是壞處也是很明顯的，因?yàn)閷⒎椒◤膶?duì)象集合結(jié)構(gòu)中抽離出來(lái)，就意味著我們每增加一個(gè)元素，它必須繼承于一個(gè)抽象的被訪(fǎng)問(wèn)者類(lèi)，實(shí)現(xiàn)其全部函數(shù)，這個(gè)工作量很大。
所以，訪(fǎng)問(wèn)者是僅適合于一個(gè)裝載不同對(duì)象的大容器，但同時(shí)又要求這個(gè)容器的元素節(jié)點(diǎn)不應(yīng)當(dāng)有大的變動(dòng)時(shí)才使用。另外，廢話(huà)一句，訪(fǎng)問(wèn)者破壞了OO思想的。
訪(fǎng)問(wèn)者偽代碼：
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// 訪(fǎng)問(wèn)者基類(lèi)
Class Visitor
{
Virtual VisitElement( A ){ … }; // 訪(fǎng)問(wèn)的每個(gè)對(duì)象都要寫(xiě)這樣一個(gè)方法
Virtual VisitElement( B ){ … };
}
// 訪(fǎng)問(wèn)者實(shí)例A
Class VisitorA
{
VisitElement( A ){ … }; // 實(shí)際的處理函數(shù)
VisitElement( B ){ … }; // 實(shí)際的處理函數(shù)
}
// 訪(fǎng)問(wèn)者實(shí)例B
Class VisitorB
{
VisitElement( A ){ … }; // 實(shí)際的處理函數(shù)
VisitElement( B ){ … }; // 實(shí)際的處理函數(shù)
}
// 被訪(fǎng)問(wèn)者基類(lèi)
Class Element
{
Virtual Accept( Visitor ); // 接受訪(fǎng)問(wèn)者
}
// 被訪(fǎng)問(wèn)者實(shí)例A
Class ElementA
{
Accecpt( Visitor v ){ v-> VisitElement(this); }; // 調(diào)用注冊(cè)到訪(fǎng)問(wèn)者中的處理函數(shù)
}
// 被訪(fǎng)問(wèn)者實(shí)例B
Class ElementB
{
Accecpt( Visitor v ){ v-> VisitElement(this); }; // 調(diào)用注冊(cè)到訪(fǎng)問(wèn)者中的處理函數(shù)
}
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五：外觀模式Façade
外觀模式的設(shè)計(jì)意圖和作用是： 將用戶(hù)接觸的表層和內(nèi)部子集的實(shí)現(xiàn)分離開(kāi)發(fā)。實(shí)際上，這個(gè)模式是個(gè)紙老虎，之后我們看偽代碼立刻就會(huì)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)模式實(shí)在用的太頻繁了。
游戲中需要使用外觀模式的地方是： 這個(gè)非常多了，舉幾個(gè)比較重要的。
1：實(shí)現(xiàn)平臺(tái)無(wú)關(guān)性。跨平臺(tái)跨庫(kù)的函數(shù)調(diào)用。
2：同一個(gè)接口去讀取不同的資源。
3：硬件自動(dòng)識(shí)別處理系統(tǒng)。
外觀模式偽代碼
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// 用戶(hù)使用的接口類(lèi)
Class Interface
{
// 暴露出來(lái)的函數(shù)接口函數(shù)，有且僅有一個(gè)，但內(nèi)部實(shí)現(xiàn)是調(diào)用了兩個(gè)類(lèi)
Void InterfaceFun()
{
// 根據(jù)某種條件，底層自主的選擇使用A或B的方法。用戶(hù)無(wú)須關(guān)心底層實(shí)現(xiàn)
If ( XXX )
{
ActualA->Fun();
}
Else
{
ActualB->Fun();
}
};
}
// 實(shí)際的實(shí)現(xiàn)，不暴露給用戶(hù)知道
Class ActualA
{
Void Fun();
}
// 實(shí)際的實(shí)現(xiàn)，不暴露給用戶(hù)知道
Class ActualB
{
Void Fun();
}
怎么樣，紙老虎吧，看起來(lái)很高深摸測(cè)的命名而已。
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六：抽象工廠(chǎng)模式AbstractFactory
抽象工廠(chǎng)的設(shè)計(jì)意圖和作用是： 封裝出一個(gè)接口，這個(gè)接口負(fù)責(zé)創(chuàng)建一系列互相關(guān)聯(lián)的對(duì)象，但用戶(hù)在使用接口時(shí)不需要指定對(duì)象所在的具體的類(lèi)。從中文命名也很容易明白它是進(jìn)行批量生產(chǎn)的一個(gè)生產(chǎn)工廠(chǎng)的作用。
游戲中使用抽象工廠(chǎng)的地方有： 基本上任何有批量的同類(lèi)形式的子件地方就會(huì)有工廠(chǎng)的存在。（補(bǔ)充一句：下面代碼中的ConcreteFactory1實(shí)例工廠(chǎng)就是工廠(chǎng)，而抽象工廠(chǎng)僅僅是工廠(chǎng)的一個(gè)抽象層而已。）
1：例如，在音頻方面，一個(gè)音頻的抽象工廠(chǎng)派生出不同的工廠(chǎng)，有音樂(lè)工廠(chǎng)，音效工廠(chǎng)。音效工廠(chǎng)中又有一個(gè)創(chuàng)建3D音效節(jié)點(diǎn)的方法，一個(gè)創(chuàng)建普通音效節(jié)點(diǎn)的方法。最終用戶(hù)只需要SoundFactory->Create3DNode( pFileName );就可以創(chuàng)建一個(gè)節(jié)點(diǎn)了。
2：場(chǎng)景對(duì)象。
3：渲染對(duì)象。
4：等等……
工廠(chǎng)與單件，管理器Manager關(guān)系一定是非常緊密的。
抽象工廠(chǎng)偽代碼：
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class AbstractProductA {}; // 抽象的產(chǎn)品A基類(lèi)
class AbstractProductB {}; //抽象的產(chǎn)品B基類(lèi)
// 抽象工廠(chǎng)基類(lèi)
class AbstractFactory
{
public:
virtual AbstractProductA* CreateProductA() = 0 ;// 創(chuàng)建ProductA
virtual AbstractProductB* CreateProductB() = 0 ;// 創(chuàng)建ProductB
} ;
class ProductA1 : public AbstractProductA {}; // 產(chǎn)品A的實(shí)例1
class ProductA2 : public AbstractProductA {}; // 產(chǎn)品A的實(shí)例2
class ProductB1 : public AbstractProductB {}; // 產(chǎn)品B的實(shí)例1
class ProductB2 : public AbstractProductB {}; // 產(chǎn)品B的實(shí)例2
// 實(shí)例工廠(chǎng)1
class ConcreteFactory1 : public AbstractFactory
{
virtual AbstractProductA* CreateProductA() { return new ProductA1() ; }
virtual AbstractProductB* CreateProductB() { return new ProductB1() ; }
static ConcreteFactory1* Instance() { } // 實(shí)例工廠(chǎng)盡量使用單件模式
} ;
// 實(shí)例工廠(chǎng)2
class ConcreteFactory2 : public AbstractFactory
{
virtual AbstractProductA* CreateProductA() { return new ProductA2() ; }
virtual AbstractProductB* CreateProductB() { return new ProductB2() ; }
static ConcreteFactory2* Instance() {} // 實(shí)例工廠(chǎng)盡量使用單件模式
} ;
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
客戶(hù)端代碼：
Void main()
{
AbstractFactory *pFactory1 = ConcreteFactory1::Instance() ;
AbstractProductA *pProductA1 = pFactory1->CreateProductA() ;
AbstractProductB *pProductB1 = pFactory1->CreateProductB() ;
AbstractFactory *pFactory2 = ConcreteFactory2::Instance() ;
AbstractProductA *pProductA2 = pFactory2->CreateProductA() ;
AbstractProductB *pProductB2 = pFactory2->CreateProductB() ;
}
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