【干货回顾】李建忠老师在 Boolan 直播间和大家畅聊《C++ 软件设计与模式的道法术》，精辟囊括了《软件设计思想、方法与模式》C++课程的主要内容，以下为本期直播干货重点：
讲师介绍李建忠
Boolan首席软件专家
Boolan首席软件专家。对面向对象、设计模式、软件架构、技术创新有丰富经验和深入研究。曾主讲《设计模式纵横谈》，《面向对象设计》网络课程，影响近百万软件开发人员，享有盛誉。全球C++及系统软件技术大会主席。曾于2005年-2010年期间担任微软最有价值技术专家，区域技术总监。拥有近二十年软件技术架构与产品经验，为包腾讯、微软、SAP等众多世界500强公司在内的知名品牌提供高端IT技术咨询和教育服务，广受好评。
软件设计能力的七个维度李建忠老师首先将C++软件开发划分为五个进阶层次：
应用开发-> 类型设计-> 框架设计 -> 系统设计 -> 平台设计
对应这五个进阶层次，其中最核心的是下面软件设计能力的七个维度：
1.设计范式：面向过程、面向对象、泛型编程、函数式编程、模板元编程；
2.设计原则：SOLID五大原则、KISS原则、DRY原则、迪米特原则
3.设计习语：RAII、NVI、Pimpl、Policy、EBCO等
4.设计规范：C++ Core Guidelines、Google C++ Style Guide等
5.设计模式：工厂、观察者、策略、模板方法等
6.架构模式：MVC、分层架构、微内核、管道-过滤器等
7.架构风格：微服务架构、组件化架构、云原生等
其中设计习语（Design Idioms）和设计模式（Design Patterns）是C++研发骨干软件设计能力的分水岭，也是从应用开发和类型设计，不断进阶到框架设计、以及系统设计的核心能力要求。
软件设计的重要原则正交设计四原则
消除重复性
分离关注点
减少不必要的依赖
向稳定的方向依赖
SOLID 五大设计原则
S：SRP 单一职责原则
O：OCP 开放封闭原则
L：LSP 里氏替换原则
I：ISP 接口隔离原则
D：DIP 依赖倒置原则
设计习语 Design Idioms设计习语描述了与特定编程语言相关的低层模式，技巧，惯用法。C++语言博大精深，有很多设计习语，它们和设计模式互为影响，呈现一种“你中有我、我中有你”的演化态势。如果只学设计模式，不学设计习语，是容易不得要领的。下面列了一些非常流行的习语，也是资深的C++程序员经常使用的。
RAII / Scope Guard 资源获取即初始化/ 范围守卫
Scope Guard 借用了 RAII 的机制实现了范围守卫。
Pimpl 指向实现的指针
很多设计模式中都能看到 Pimpl 的影子，因为面向对象的很多设计模式就是多态机制在类里的各种组合应用，Pimpl 本质也利用了多态。
CRTP 奇异递归模板模式
CRTP 代表编译时多态，在父类里通过编译时注入子类信息；虚函数代表运行时多态，两者各有千秋。
Policy Design 策略设计
Policy Design 是泛型编程领域中极其重要的一种模式，甚至在面向对象领域，如果用泛型来改造诸如 strategy、command 、观察者模式等，都能看到 Policy Design 的影子。Policy Design 的核心是对行为的正交设计，引申的 Traits Design是对类型信息的正交设计。
Mixin 混入类
在泛型领域，Mixin 替代某些面向对象、Decorator 等都是特别有效的。
SOO 小对象优化
由于堆内存分配和释放的代价，以及内存碎片效应，C++发展出来了小对象优化的技术，即通过将大量小对象放在特定的区域（例如对象池、或者栈缓存），从而避免堆内存带来的开销。
Local Buffer 本地缓存
Local Buffer是一种特殊的小对象优化技术，将小对象放在栈缓存区，只有对象超过一定尺寸，才放到堆上。标准库中的std::string、std::any、std::function 等很精巧的内部设计都用到了 Local Buffer。
Copy-On-Write(COW) 变更时拷贝
Facebook Folly库里的 FBString，当字符串大于 255 个字符时用了 Copy-On-Write，字符短的时候用 Local Buffer，当字符在 24-255 之间时用的是直接拷贝。C++ 11之前，GCC 用的是 Copy-On-Write，其他如 微软VC、LLVM 用的是小对象优化。自 C++ 11之后的编译器都实现了小对象优化。
Type Erasure 类型擦除
std::any、std::function、shared_ptr 中用得很多。
设计模式 Design Patterns历史性著作《设计模式：可复用面向对象软件的基础》一书中文版于1998年出版，其中描述了23种经典面向对象设计模式，创立了模式在软件设计中的地位。它的思想无疑是不过时的，但由于后续多次再版也没有更新内容，其中的C++手法显然已经过时了，比如没有很好地使用现代 C++ 的很多机制：智能指针、移动语义、Lambda 表达式、泛型编程等。特别在C++领域，泛型编程这些年发展、并更新了很多设计模式。
对于设计模式的分类，李建忠老师指出GOF “创建型、结构型、行为型”这种三分法对于学习和应用方面的帮助不是非常有效。李老师从2009年在企业咨询和培训过程中就提出新的分类方法，即“从管理变化的角度理解设计模式”：
晚期扩展：Template Method、Builder
父类给子类留扩展点，或者是一个类里的类型参数用模板参数的方式留扩展点，也可以借 C++ 20 中的 Concept 来约束这个模板参数，就可以实现接口规范。因此这里也有泛型的设计模式演化。
策略对象：Strategy、Observer / Event
一个策略对象用 OO 的方式表达就是一个虚函数包成的虚基类，用泛型的方式表达就是一个函数对象或 Lambda 表达式，或者是用 std::bind，std::mem_fn 这种适配器绑定的函数对象，或者是 std::function 多态的函数可调用物，甚至是一个函数指针等等。
对象创建：Factory Method、Abstract Factory、Prototype
对象创建模式主要是解决new带来的依赖问题，Factory Method是Abstract Factory的一个特例，而Prototype又是Factory Method的一个特例。
单一职责：Decorator、Bridge
这几个模式都是职责方面出的问题, 如果责任划分得不清晰，使用继承得到的结果往往出一些问题，这时候组合优于继承的特点就显现出来了。
行为变化：Command、Visitor
“行为变化”模式将组件的行为和组件本身进行解耦，从而支持组件行为的变化，实现两者之间的松耦合。泛型版的 visitor 直接拿模板来实现 visitor，现代C++里也提供了用 std::visit，加上 Lambda overload，在编译时实现重载辨析，而传统面向对象的 visitor 是在运行时进行的，两者对比起来非常有味道。
接口隔离：Adapter、Proxy、Façade、Mediator
添加一层间接（稳定）接口，来隔离本来互相紧密关联的接口是一种常见的解决方案。面向对象版的 Adapter 和 泛型版 Adapter 也有很大差异，比如 STL 容器适配器，迭代器适配器，函数对象适配器等等都超越了大家对面向对象版适配器的认知。
对象性能：Singleton、Flyweight
面向对象很好地解决了“抽象”的问题，但有时候大量对象带来的性能问题还需要很技巧性地处理。
数据结构：Composite、Iterator、Chain of Responsibility
将一些特定数据结构封装在内部，在外部提供统一的接口，来实现与特定数据结构无关的访问。
状态变化：State、Memento
如何将状态变化进行有效的管理？同时又维持高层模块的稳定？“状态变化”模式为这一问题提供了一种解决方案。
领域规则：Interpreter
在特定领域中，某些变化虽然频繁，但可以抽象为某种规则。这时候，结合特定领域，将问题抽象为语法规则，从而给出在该领域下的一般性解决方案。
六大设计重构技法继承 VS. 组合
静态 VS. 动态
早绑定 VS. 晚绑定
分解 VS. 抽象
编译时多态 VS. 运行时多态
紧耦合 VS. 松耦合
设计习语与设计模式成长之路
“手中无剑,心中无剑”：见模式而不知
“手中有剑,心中无剑”：可以识别模式，作为应用开发人员使用模式
“手中有剑,心中有剑”：作为框架开发人员为应用设计某些模式
“手中无剑,心中有剑”：忘掉模式，只有原则和技法
设计模式经验之谈
代码质量优于模式
不要为模式而模式
关注抽象类 & 接口
理清变化点和稳定点
审视依赖关系
理清编译时多态（泛型）和运行时多态（面向对象）
要有Framework 和 Application的区隔思维
良好的设计是演化的结果
设计模式不能等同于算法，学习设计模式要从解耦合的管理变化的思路去学习。有些习语和模式应用还是比较广泛的，在很多著名的类库里，如 STL、Boost、Folly、Qt、Tensorflow、LLVM 等都能看到这些设计模式的应用。
C++软件设计与模式的道、法、术一个宗旨
两种思维
三大设计范式
五大设计原则
六大重构技法
十大设计习语
二十三种设计模式
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