static_cast与C风格转换在C++中：该选哪个及为什么？

C++ 设计模式：何时使用及为何使用

你是否曾因新功能破坏了旧架构而第十次重写代码？或者花费数小时调试，试图找出谁修改了全局变量以及为什么修改？听起来很熟悉？那么欢迎来到设计模式的世界。

模式并非万能药。它们是经过实战检验的常见问题解决方案。它们不会让你的代码完美，但会帮助你与其他开发者使用相同的语言交流，并避免成千上万的程序员在你之前已经踩过的坑。

在本文中，我们将剖析 C++ 中三大类模式：创建型、结构型 和 行为型。我们将学习何时应用它们，以及何时最好避开它们。开始吧！

创建型模式：控制对象的创建

创建型模式负责灵活地创建对象。它们隐藏了实例化逻辑，使系统独立于其组件的具体创建方式。

单例模式

经典模式。它确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。听起来很诱人，但要明智使用 —— 如果单例膨胀成“上帝对象”，它往往会变成反模式。

何时使用：日志系统、配置管理器、线程池、硬件交互。

C++ 示例（线程安全，C++11 及更新版本）：

class Logger {\npublic:\n    static Logger& getInstance() {\n        static Logger instance; // 即使在多线程中也只初始化一次\n        return instance;\n    }\n\n    void log(const std::string& msg) {\n        std::cout << "[LOG]: " << msg << std::endl;\n    }\n\n    // 禁止复制和赋值\n    Logger(const Logger&) = delete;\n    Logger& operator=(const Logger&) = delete;\n\nprivate:\n    Logger() = default; // 私有构造函数\n    ~Logger() = default;\n};\n\n// 使用\nLogger::getInstance().log("系统启动");

工厂方法

定义创建对象的接口，但让子类决定实例化哪个类。当你不确定具体需要哪个类时，它非常有用。

何时使用：解析不同格式（JSON、XML、YAML）、为不同操作系统创建 UI 元素、与不同数据库交互。

示例：

// 抽象产品\nclass Document {\npublic:\n    virtual void open() = 0;\n    virtual ~Document() = default;\n};\n\n// 具体产品\nclass PDFDocument : public Document {\n    void open() override { std::cout << "打开 PDF" << std::endl; }\n};\n\nclass WordDocument : public Document {\n    void open() override { std::cout << "打开 Word" << std::endl; }\n};\n\n// 工厂\nclass Application {\npublic:\n    virtual Document* createDocument() = 0; // 工厂方法\n    virtual ~Application() = default;\n\n    void newDocument() {\n        Document* doc = createDocument();\n        doc->open();\n        delete doc; // 实际代码中应使用智能指针\n    }\n};\n\nclass PDFApp : public Application {\n    Document* createDocument() override { return new PDFDocument(); }\n};\n\n// 使用\nPDFApp app;\napp.newDocument(); // 打开 PDF

结构型模式：构建构造器

这些模式帮助将类和对象组织成更大的结构，同时保持灵活性和效率。

适配器模式

允许接口不兼容的对象协同工作。想象一下，你有一个旧库用于处理 XML，但新模块需要 JSON。适配器就是你的救星。

何时使用：