本文整理了《C/C++ 學院》課程中的設計模式實作筆記，涵蓋 GoF 23 種經典模式的 C++ 完整代碼示例。每個模式包含核心結構、應用場景比喻、關鍵代碼片段，適合快速查閱與深入學習。
意圖：在不破壞封裝的前提下，捕獲物件內部狀態並外部化儲存，以便日後恢復（如資料庫備份、編輯器撤銷）。
Memo：儲存狀態快照。Originator：建立/恢復備忘錄。Caretaker：管理備忘錄集合。class Memo { public: string state; Memo(string s): state(s) {} };
class Originator {
string state;
public:
void setMemo(Memo* m) { state = m->state; }
Memo* createMemo() { return new Memo(state); }
void show() { cout << state << endl; }
};
class Caretaker {
vector memos;
public:
void save(Memo* m) { memos.push_back(m); }
Memo* getState(int i) { return memos[i]; }
};
意圖：定義一系列演算法，封裝每一個，使它們可互換（如購物車折扣策略：正常價、打折、滿減）。
CashSuper：抽象策略介面。CashNormal、CashRebate、CashReturn：具體策略。CashContext：根據條件選擇策略。意圖：提供一個介面，創建一系列相關或相依物件，無需指定具體類別（如資料庫存取：SQL Server vs Access 的 User/Department 物件）。
IFactory 定義 createUser()、createDepartment()。SqlFactory、AccessFactory 實作創建邏輯。意圖：定義創建物件的介面，由子類決定實例化哪個類別（如計算器：加減乘除各自的工廠）。
工廠方法將創建延遲到子類；抽象工廠創建產品族。
意圖：由一個工廠類根據參數決定創建哪個產品類（如運算元工廠：根據 '+' '-' '*' '/' 返回對應運算類）。
新增產品需修改工廠類，違反開閉原則。
意圖：為其他物件提供代理，控制對原物件的存取（如追求者透過代理送禮物給女生）。
意圖：確保類別只有一個實例，並提供全域存取點。
getInstance()。意圖：提供方法順序存取聚合物件元素，不暴露內部結構。
所有容器提供統一的 begin()/end() 迭代器介面，算法通過迭代器操作容器。
意圖：將作用於資料結構的操作分離，封裝在訪問者類中，新增操作無需修改結構類（如情人節禮物：花店老板挑花、禮品店老板挑卡）。
意圖：定義一對多依賴，主題狀態改變時自動通知所有觀察者（如公司 MM 情報郵件組）。
class Subject {
list observers;
public:
virtual void attach(Observer*) = 0;
virtual void detach(Observer*) = 0;
virtual void notify() = 0;
};
class Observer {
public:
virtual void update() = 0;
};
意圖：將複雜物件的建構與表示分離，使相同建構過程可創建不同表示（如 Person 建造者：瘦子/胖子的頭手身腳組裝）。
意圖：給定語言文法，定義表示並提供解釋器（如正則表達式、SQL 解析器）。
意圖：將請求封裝為物件，支援撤銷、佇列、日誌等（如服務員下單烤肉串）。
意圖：定義演算法骨架，將步驟延遲到子類實現（如追女生固定流程：巧遇、破冰、追求、接吻、得手）。
意圖：將抽象與實現解耦，使兩者可獨立變化（如手機品牌 M/N 與軟體 遊戲/通訊錄 組合）。
意圖：將一個類別介面轉換為客戶期望的另一介面（如外籍中鋒透過翻譯器適配 Player 介面）。
意圖：為子系統提供統一高層介面，降低耦合（如相機自動檔簡化操作）。
意圖：以共享方式支援大量細粒度物件（如手機常用語：共享句子模板，前綴加人名）。
意圖：透過複製原型創建新物件，避免建構開銷（如情話複製發送）。
意圖：將請求沿鏈傳遞，由其中一個處理（如請假審批：經理→總監→總經理）。
意圖：以中介者封裝物件互動，降低耦合（如聯合國安理會協調美國與伊拉克）。
意圖：動態為物件添加職責，比繼承更靈活（如給人穿衣服：T恤、大褲疊加）。
意圖：物件內部狀態改變時改變行為，彷彿換了類別（如工作狀態：上午/下午/晚上精神度不同）。
意圖：將物件組成樹結構表示「部分-整體」層次，客戶端統一處理單個與組合物件（如生日禮物：T恤+裙子+包包 = 一套）。
設計模式是軟體開發的經驗結晶，掌握其核心意圖與適用場景，能顯著提升代碼的可維護性、擴展性與復用性。實際專案中常組合使用多種模式，關鍵在於識別變化點並恰當封裝。
