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1、装饰器模式

装饰器模式主要是为了动态的为一个对象增加新的功能，装饰器模式是一种用于代替继承的技术，无需通过继承增加子类就能扩展对象的新功能。这种模式创建了一个装饰类，用来包装原有的类，并在保持类方法签名完整性的前提下，提供了额外的功能。使用对象的关联关系代替继承关系，更加灵活，同时避免类型体系的快速膨胀。

优点：装饰类和被装饰类可以独立发展，不会相互耦合，装饰模式是继承的一个替代模式，装饰模式可以动态扩展一个实现类的功能。

缺点：多层装饰比较复杂。

使用场景：1、扩展一个类的功能。 2、动态增加功能，动态撤销。

2、单例模式

单例模式是一种常用的软件设计模式，其定义是单例对象的类只能允许一个实例存在。这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

优点：1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。 2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。

缺点：没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。

使用场景：1、要求生产唯一序列号。 2、WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。 3、创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。

实现：

单例模式要求类能够有返回对象一个引用(永远是同一个)和一个获得该实例的方法（必须是静态方法，通常使用getInstance这个名称）。

单例的实现主要是通过以下两个步骤：

将该类的构造方法定义为私有方法，这样其他处的代码就无法通过调用该类的构造方法来实例化该类的对象，只有通过该类提供的静态方法来得到该类的唯一实例；

在该类内提供一个静态方法，当我们调用这个方法时，如果类持有的引用不为空就返回这个引用，如果类保持的引用为空就创建该类的实例并将实例的引用赋予该类保持的引用。

注意事项：getInstance() 方法中需要使用同步锁 synchronized (Singleton.class) 防止多线程同时进入造成 instance 被多次实例化。

3）单例模式举例（常手撕）

class SingleTon
{
private:
SingleTon() {};

SingleTon(const SingleTon&) {}; // 禁止拷贝

SingleTon& operator=(const SingleTon&) {}; // 禁止赋值

static T* uniqueInstance;
static pthread_mutex_t mutex;
public:
static T* GetInstance()
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
if (uniqueInstance == nullptr)
{
uniqueInstance = new T();
}
pthread_mutex_unlock(&mutex);
return uniqueInstance;
}
};
template <class T>
pthread_mutex_t SingleTon<T>::mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
template <class T>
T* SingleTon<T>::uniqueInstance = nullptr;