23種GOF設計模式一般分為三大類：創建型模式、結構型模式、行為模式。

創建型模式抽象了實例化過程，它們幫助一個系統獨立于如何創建、組合和表示它的那些對象。一個類創建型模式使用繼承改變被實例化的類，而一個對象創建型模式將實例化委托給另一個對象。創建型模式有兩個不斷出現的主旋律。第一，它們都將關于該系統使用哪些具體的類的信息封裝起來。第二，它們隱藏了這些類的實例是如何被創建和放在一起的。整個系統關于這些對象所知道的是由抽象類所定義的接口。因此，創建型模式在什么被創建，誰創建它，它是怎樣被創建的，以及何時創建這些方面給予了很大的靈活性。它們允許用結構和功能差別很大的“產品”對象配置一個系統。配置可以是靜態的(即在編譯時指定)，也可以是動態的(在運行時)。

結構型模式涉及到如何組合類和對象以獲得更大的結構。結構型類模式采用繼承機制來組合接口或實現。結構型對象模式不是對接口和實現進行組合，而是描述了如何對一些對象進行組合，從而實現新功能的一些方法。因為可以在運行時刻改變對象組合關系，所以對象組合方式具有更大的靈活性，而這種機制用靜態類組合是不可能實現的。

行為模式涉及到算法和對象間職責的分配。行為模式不僅描述對象或類的模式，還描述它們之間的通信模式。這些模式刻畫了在運行時難以跟蹤的復雜的控制流。它們將用戶的注意力從控制流轉移到對象間的聯系方式上來。行為類模式使用繼承機制在類間分派行為。行為對象模式使用對象復合而不是繼承。一些行為對象模式描述了一組對等的對象怎樣相互協作以完成其中任一個對象都無法單獨完成的任務。

創建型模式包括：1、FactoryMethod(工廠方法模式)；2、Abstract Factory(抽象工廠模式)；3、Singleton(單例模式)；4、Builder(建造者模式、生成器模式)；5、Prototype(原型模式).

結構型模式包括：6、Bridge(橋接模式)；7、Adapter(適配器模式)；8、Decorator(裝飾模式)；9、Composite(組合模式)；10、Flyweight(享元模式)；11、Facade(外觀模式)；12、Proxy(代理模式).

行為模式包括：13、TemplateMethod(模板方法模式)；14、Strategy(策略模式)；15、State(狀態模式)；16、Observer(觀察者模式)；17、Memento(備忘錄模式)；18、Mediator(中介者模式)；19、Command(命令模式)；20、Visitor(訪問者模式)；21、Chain of Responsibility(責任鏈模式)；22、Iterator(迭代器模式)；23、Interpreter(解釋器模式).

Factory Method：定義一個用于創建對象的接口，讓子類決定將哪一個類實例化。Factory Method使一個類的實例化延遲到其子類。

Abstract Factory：提供一個創建一系列相關或相互依賴對象的接口，而無需指定他們具體的類。

Singleton：保證一個類僅有一個實例，并提供一個訪問它的全局訪問點。

Builder：將一個復雜對象的構建與它的表示分離，使得同樣的構建過程可以創建不同的表示。

Prototype：用原型實例指定創建對象的種類，并且通過拷貝這個原型來創建新的對象。

Bridge：將抽象部分與它的實現部分分離，使它們都可以獨立地變化。

Adapter：將一個類的接口轉換成客戶希望的另外一個接口。Adapter模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類可以一起工作。

Decorator：動態地給一個對象添加一些額外的職責。就擴展功能而言， Decorator模式比生成子類方式更為靈活。

Composite：將對象組合成樹形結構以表示“部分-整體”的層次結構。Composite使得客戶對單個對象和復合對象的使用具有一致性。

Flyweight：運用共享技術有效地支持大量細粒度的對象。

Facade：為子系統中的一組接口提供一個一致的界面， Facade模式定義了一個高層接口，這個接口使得這一子系統更加容易使用。

Proxy：為其他對象提供一個代理以控制對這個對象的訪問。

Template Method：定義一個操作中的算法的骨架，而將一些步驟延遲到子類中。Template Method使得子類可以不改變一個算法的結構即可重定義該算法的某些特定步驟。

Strategy：定義一系列的算法,把它們一個個封裝起來, 并且使它們可相互替換。本模式使得算法的變化可獨立于使用它的客戶。

State：允許一個對象在其內部狀態改變時改變它的行為。對象看起來似乎修改了它所屬的類。

Observer：定義對象間的一種一對多的依賴關系,以便當一個對象的狀態發生改變時,所有依賴于它的對象都得到通知并自動刷新。

Memento：在不破壞封裝性的前提下，捕獲一個對象的內部狀態，并在該對象之外保存這個狀態。這樣以后就可將該對象恢復到保存的狀態。

Mediator：用一個中介對象來封裝一系列的對象交互。中介者使各對象不需要顯式地相互引用，從而使其耦合松散，而且可以獨立地改變它們之間的交互。

Command：將一個請求封裝為一個對象，從而使你可用不同的請求對客戶進行參數化；對請求排隊或記錄請求日志，以及支持可取消的操作。

Visitor：表示一個作用于某對象結構中的各元素的操作。它使你可以在不改變各元素的類的前提下定義作用于這些元素的新操作。

Chain of Responsibility：為解除請求的發送者和接收者之間耦合，而使多個對象都有機會處理這個請求。將這些對象連成一條鏈，并沿著這條鏈傳遞該請求，直到有一個對象處理它。

Iterator：提供一種方法順序訪問一個聚合對象中各個元素, 而又不需暴露該對象的內部表示。

Interpreter：給定一個語言, 定義它的文法的一種表示，并定義一個解釋器, 該解釋器使用該表示來解釋語言中的句子。

???????? Memento：(1)、意圖：在不破壞封裝性的前提下，捕獲一個對象的內部狀態，并在該對象之外保存這個狀態。這樣以后就可將該對象恢復到原先保存的狀態。

???????? (2)、適用性：A、必須保存一個對象在某一個時刻的(部分)狀態，這樣以后需要時它才能恢復到先前的狀態。B、如果一個用接口來讓其它對象直接得到這些狀態，將會暴露對象的實現細節并破壞對象的封裝性。

???????? (3)、效果：A、保持封裝邊界：使用備忘錄可以避免暴露一些只應由原發器管理卻又必須存儲在原發器之外的信息。該模式把可能很復雜的Originator內部信息對其他對象屏蔽起來，從而保持了封裝邊界。B、它簡化了原發器：在其他的保持封裝性的設計中，Originator負責保持客戶請求過的內部狀態版本。這就把所有存儲管理的重任交給了Originator。讓客戶管理它們請求的狀態將會簡化Originator，并且使得客戶工作結束時無需通知原發器。C、使用備忘錄可能代價很高：如果原發器在生成備忘錄時必須拷貝并存儲大量的信息，或者客戶非常頻繁地創建備忘錄和恢復原發器狀態，可能會導致非常大的開銷。除非封裝和恢復Originator狀態的開銷不大，否則該模式可能并不合適。D、定義窄接口和寬接口：在一些語言中可能難以保證只有原發器可訪問備忘錄的狀態。E、維護備忘錄的潛在代價：管理器負責刪除它所維護的備忘錄。然而，管理器不知道備忘錄中有多少個狀態。因此當存儲備忘錄時，一個本來很小的管理器，可能會產生大量的存儲開銷。

???????? (4)、相關模式：A、Command：命令可使用備忘錄來為可撤銷的操作維護狀態。B、Iterator:備忘錄可用于迭代。

???????? (5)、備忘錄模式：適用于功能比較復雜的，但需要記錄或維護屬性歷史的類；或者需要保存的屬性只是眾多屬性中的一小部分時Originator可以根據保存的Memo還原到前一狀態。

示例代碼1：

#include <iostream>
#include <string>using namespace std;class Memo;//發起人類
class Originator
{
public:string state;Memo* CreateMemo();void SetMemo(Memo* memo);void Show(){cout<<"狀態"<<state<<endl;}
};//備忘錄類
class Memo
{
public:string state;Memo(string strState){state = strState;}
};Memo* Originator::CreateMemo()
{return new Memo(state);
}void Originator::SetMemo(Memo* memo)
{state = memo->state;
}//管理者類
class Caretaker
{
public:Memo* memo;
};//客戶端
int main()
{Originator* on = new Originator();on->state = "on";on->Show();Caretaker* c = new Caretaker();c->memo = on->CreateMemo();on->state = "off";on->Show();on->SetMemo(c->memo);on->Show();/*result狀態on狀態off狀態on*/return 0;
}

示例代碼2：

Memento.h:

#ifndef _MEMENTO_H_
#define _MEMENTO_H_#include <string>using namespace std;class Memento;class Originator
{
public:typedef string State;Originator();Originator(const State& sdt);~Originator();Memento* CreateMemento();void SetMemento(Memento* men);void RestoreToMemento(Memento* mt);State GetState();void SetState(const State& sdt);void PrintState();
protected:
private:State _sdt;Memento* _mt;
};class Memento
{
public:
protected:
private://這是最關鍵的地方，將Originator為friend類，可以訪問內部信息，但是其他類不能訪問friend class Originator;typedef string State;Memento();Memento(const State& sdt);~Memento();void SetState(const State& sdt);State GetState();
private:State _sdt;
};#endif//~_MEMENTO_H_

Memento.cpp:

#include "Memento.h"
#include <iostream>using namespace std;typedef string State;Originator::Originator()
{_sdt = "";_mt = 0;
}Originator::Originator(const State& sdt)
{_sdt = sdt;_mt = 0;
}Originator::~Originator()
{}Memento* Originator::CreateMemento()
{return new Memento(_sdt);
}State Originator::GetState()
{return _sdt;
}void Originator::SetState(const State& sdt)
{_sdt = sdt;
}void Originator::PrintState()
{cout<<this->_sdt<<"... ..."<<endl;
}void Originator::SetMemento(Memento* men)
{}void Originator::RestoreToMemento(Memento* mt)
{this->_sdt = mt->GetState();
}//class Memento
Memento::Memento()
{}Memento::Memento(const State& sdt)
{_sdt = sdt;
}State Memento::GetState()
{return _sdt;
}void Memento::SetState(const State& sdt)
{_sdt = sdt;
}

main.cpp:

#include "Memento.h"
#include <iostream>using namespace std;int main()
{Originator* o = new Originator();o->SetState("old");//備忘前狀態o->PrintState();Memento* m = o->CreateMemento();//將狀態備忘o->SetState("new");//修改狀態o->PrintState();o->RestoreToMemento(m);//恢復修改前狀態o->PrintState();/*resultold... ...new... ...old... ...*/return 0;
}

備忘錄模式結構圖：

參考文獻：

1、《大話設計模式C++》

2、《設計模式精解----GoF23種設計模式解析》

3、《設計模式----可復用面向對象軟件的基礎》