Moderne C -Entwurfsmuster: Erstellen skalierbarer und wartbarer Software

Das moderne C -Designmodell verwendet neue Funktionen von C 11 und darüber hinaus, um flexiblere und effizientere Software aufzubauen. 1) Verwenden Sie Lambda -Ausdrücke und STD :: Funktion, um das Beobachtermuster zu vereinfachen. 2) Die Leistung durch mobile Semantik und perfekte Weiterleitung optimieren. 3) Intelligente Zeiger gewährleisten die Sicherheit und das Management von Ressourcen.

Einführung

In der heutigen Welt der Softwareentwicklung bleibt C in vielen Bereichen die bevorzugte Sprache, insbesondere in Szenarien, in denen eine hohe Leistung und eine geringe Kontrolle erforderlich sind. Da die Komplexität von Softwaresystemen weiter zunimmt, ist das Entwerfen skalierbarer und leicht zu machender Software zu einer wichtigen Herausforderung geworden. Dieser Artikel wird in moderne C -Designmuster eintauchen, mit denen Sie skalierbarere und wartbare Software aufbauen können. Wenn Sie diesen Artikel lesen, lernen Sie, wie Sie die moderne Natur von C nutzen können, um klassische und aufstrebende Designmuster zu implementieren und praktische Erfahrungen und Einsichten daraus zu sammeln.

Überprüfung des Grundwissens

Bevor wir uns mit dem Entwurfsmuster eintauchen, überprüfen wir einige der wichtigsten Merkmale von C, die bei der Implementierung des Entwurfsmusters von entscheidender Bedeutung sind. C bietet reichhaltige Sprachmerkmale wie Klassen und Objekte, Vorlagen, Metaprogrammierung, intelligente Zeiger usw., die die Grundlage für den Aufbau von Designmustern bilden. Beispielsweise können Vorlagen uns helfen, generische Programme zu implementieren, während Smart -Zeiger die Speicherverwaltung vereinfachen und das Risiko von Speicherlecks verringern können.

Kernkonzept oder Funktionsanalyse

Die Definition und Funktion moderner C -Entwurfsmuster

Das moderne C -Designmuster bezieht sich auf ein Designmuster, das unter Verwendung neuer Funktionen in C 11 und späteren Versionen implementiert ist. Diese Muster erben nicht nur die Vorteile klassischer Entwurfsmuster, sondern nutzen auch die modernen Merkmale von C wie Lambda -Ausdrücke, Auto -Keywords, mobile Semantik usw. und machen den Code prägnanter und ausdrucksvoller. Ihre Aufgabe ist es, Entwicklern zu helfen, flexiblere und effizientere Softwaresysteme aufzubauen.

Betrachten Sie beispielsweise eine einfache Implementierung des Beobachtermusters:

 #include <iostream>
#include <Vector>
#Include <funktion>

Klasse Betreff {
öffentlich:
    void attd (std :: function <void ()> observer) {
        Beobachter.push_back (Beobachter);
    }

    void benachificy () {
        für (Auto & Beobachter: Beobachter) {
            Beobachter();
        }
    }

Privat:
    std :: vector <std :: function <void () >> Beobachter;
};

int main () {
    Subjekt;
    Betreff.attach ([] () {std :: cout << "Observer 1 benachrichtigt \ n";});
    Betreff.attach ([] () {std :: cout << "Observer 2 benachrichtigt \ n";});

    Betreff.notify ();
    Rückkehr 0;
}

In diesem Beispiel verwenden wir Lambda -Ausdrücke und std::function , um das Beobachtermuster zu implementieren, wodurch der Code prägnanter und flexibler wird.

Wie es funktioniert

Das Arbeitsprinzip der modernen C -Entwurfsmuster beruht auf den neuen Merkmalen von C. Die Verwendung von beweglichen Semantik kann beispielsweise unnötige Kopienoperationen reduzieren und die Leistung verbessern. Die Verwendung von Lambda -Ausdrücken kann die Definition und Verwendung von Rückruffunktionen vereinfachen. Durch die Verwendung von auto -Keywords kann die Deklarationen von Typen reduziert und die Code -Lesbarkeit verbessert werden.

Bei der Implementierung eines Entwurfsmusters müssen wir die folgenden Aspekte berücksichtigen:

• Geben Sie Sicherheit ein : Verwenden Sie das starke Typ von C, um die Art des Codes zu gewährleisten.
• Leistungsoptimierung : Verwenden Sie mobile Semantik, perfekte Weiterleitung und andere Funktionen, um die Leistung des Codes zu optimieren.
• CODE Simplicity : Verwenden Sie Lambda -Ausdrücke, automatische Schlüsselwörter und andere Funktionen, um den Code zu vereinfachen und die Lesbarkeit zu verbessern.

Beispiel für die Nutzung

Grundnutzung

Schauen wir uns eine einfache Implementierung des Werksmodells an:

 #Include <Bemalung>
#include <string>

Klassenprodukt {
öffentlich:
    virtual ~ product () = Standard;
    virtual std :: string getName () const = 0;
};

Klasse ConcreteProducta: öffentliches Produkt {
öffentlich:
    std :: string getName () const override {
        Rückgabe "Produkt a";
    }
};

Klasse ConcreteProductB: öffentliches Produkt {
öffentlich:
    std :: string getName () const override {
        Rückgabe "Produkt B";
    }
};

Klassenfabrik {
öffentlich:
    static stdd :: Unique_ptr <produkt> kreateProdu (const std :: string & type) {
        if (type == "a") {
            return std :: make_unique <ConcreteProducta> ();
        } else if (type == "b") {
            return std :: make_unique <ConcreteProductb> ();
        }
        return nullptr;
    }
};

int main () {
    Auto Producta = Factory :: CreateProduct ("a");
    Auto ProductB = Factory :: CreateProduct ("B");

    if (producta) std :: cout << producta-> getName () << std :: endl;
    if (productB) std :: cout << productB-> getName () << std :: endl;

    Rückkehr 0;
}

In diesem Beispiel verwenden wir std::unique_ptr , um den Lebenszyklus des Objekts zu verwalten und die sichere Freigabe von Ressourcen sicherzustellen.

Erweiterte Verwendung

Schauen wir uns nun ein komplexeres Beispiel an, das Richtlinienmuster verwendet, um verschiedene Sortieralgorithmen zu implementieren:

 #include <Vector>
#include <Algorithmus>
#Include <funktion>

Vorlage <Typename t>
Klasse Sortstrategy {
öffentlich:
    virtuelle void -Sortierung (std :: vector <t> & data) = 0;
    virtual ~ sortstrategy () = Standard;
};

Vorlage <Typename t>
Klasse Bubblesort: öffentliche Sortstrategie <T> {
öffentlich:
    void sortieren (std :: vector <t> & data) override {
        für (size_t i = 0; i <data.size (); i) {
            für (size_t j = 0; j <data.size () - 1 - i; j) {
                if (Daten [j]> Daten [j 1]) {
                    std :: Swap (Daten [j], Daten [j 1]);
                }
            }
        }
    }
};

Vorlage <Typename t>
Klasse Quicksort: öffentliche Sortstrategie <t> {
öffentlich:
    void sortieren (std :: vector <t> & data) override {
        std :: sort (data.begin (), data.end ());
    }
};

Vorlage <Typename t>
Sortierer Klassen {
öffentlich:
    void setStrategy (std :: einzietrat_ptr <sortstrategy <t >> Strategie) {
        this-> Strategie = std :: move (Strategie);
    }

    void sort (std :: vector <t> & data) {
        if (Strategie) {
            Strategie-> sortieren (Daten);
        }
    }

Privat:
    STD :: Unique_ptr <sortstrategy <t >> Strategie;
};

int main () {
    std :: vector <int> data = {5, 2, 8, 1, 9};
    SORTER <NET> SORTER;

    sorter.setStrategy(std::make_unique<BubbleSort<int>>());
    SORTER.SORT (Daten);
    für (auto & num: data) std :: cout << num << "";
    std :: cout << std :: endl;

    Data = {5, 2, 8, 1, 9};
    sorter.setStrategy(std::make_unique<QuickSort<int>>());
    SORTER.SORT (Daten);
    für (auto & num: data) std :: cout << num << "";
    std :: cout << std :: endl;

    Rückkehr 0;
}

In diesem Beispiel verwenden wir Vorlagen und intelligente Zeiger, um Richtlinienmuster zu implementieren, wodurch der Code flexibler und typer ist.

Häufige Fehler und Debugging -Tipps

Häufige Fehler bei der Verwendung moderner C -Entwurfsmuster umfassen:

• Speicherlecks : Während intelligente Zeiger uns helfen können, den Speicher zu verwalten, kann dies bei unsachgemäßer Verwendung zu Speicherlecks führen. Im Werksmodus kann beispielsweise das Vergessen von std::unique_ptr zu Speicherlecks führen.
• Tippen Sie Mismatch : Wenn Sie Vorlagen verwenden, kann dies bei der Fehlanpassung vom Typ zu einem Kompilierungsfehler oder einem Laufzeitfehler führen. Wenn beispielsweise im Richtlinienmodus der in übergebene Typ nicht mit dem Parameter Vorlagen übereinstimmt, kann dies zu einem Kompilierungsfehler führen.

Zu den Methoden zum Debuggen dieser Probleme gehören:

• Durch die Verwendung von Tools für Speicherprüfung wie Valgrind oder Adressanitierer können wir Speicherlecks und Speicherzugriffsfehler erkennen.
• Statische Codeanalyse : Verwenden von Tools zur statischen Codeanalyse wie dem statischen Analysator von Clang können uns dabei helfen, potenzielle Typfehler und Codeprobleme zu erkennen.

Leistungsoptimierung und Best Practices

Bei Verwendung moderner C -Designmuster müssen wir die Leistungsoptimierung und Best Practices berücksichtigen. Bei der Implementierung des Observer -Modus können wir beispielsweise std::vector anstelle von std::list verwenden, da std::vector in den meisten Fällen besser abschneidet. Gleichzeitig können wir std::move verwenden, um die sich bewegenden Operationen von Objekten zu optimieren und unnötige Kopien zu reduzieren.

Beim Schreiben von Code sollten wir den folgenden Best Practices folgen:

• Lesbarkeit der Code : Verwenden Sie ein klares Namen und Kommentare, um sicherzustellen, dass der Code leicht zu verstehen und zu warten.
• Wiederverwendbarkeit von Code : Versuchen Sie, vorhandenen Code wiederzuverwenden, um das Schreiben von doppelten Code zu verringern.
• Testgetriebene Entwicklung : Verwenden Sie Unit-Tests, um die Richtigkeit des Codes zu überprüfen und die Zuverlässigkeit des Codes sicherzustellen.

Kurz gesagt, das moderne C -Designmuster bietet uns ein leistungsstarkes Tool, mit dem wir skalierbarere und wartbare Software aufbauen können. Indem wir die modernen Merkmale von C rational nutzen, können wir effizienter und leichter zu Code schreiben. Ich hoffe, dieser Artikel kann Ihnen wertvolle Erkenntnisse und praktische Erfahrung bieten, um Ihnen dabei zu helfen, weiter auf dem Weg der C -Programmierung zu gehen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonModerne C -Entwurfsmuster: Erstellen skalierbarer und wartbarer Software. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!