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23种设计模式 - 空对象模式

news 2025/7/18 4:30:51

模式定义

空对象模式（Null Object Pattern）是一种行为型设计模式，通过用无操作的空对象替代null值，消除客户端对空值的检查，避免空指针异常。其核心是让空对象与真实对象实现相同接口，但空对象不执行实际逻辑。

模式结构

抽象对象（Abstract Object）

定义所有对象的统一接口（如Tool类中的use()方法）。
真实对象（Real Object）
实现具体功能（如DrillTool钻孔操作）。
空对象（Null Object）
实现相同接口但无实际操作（如NullTool静默处理调用）。

适用场景

数控系统工具管理：未安装工具时返回空工具对象。
避免空值检查：如数据库查询未找到记录时返回空实体。
简化客户端逻辑：无需判断对象是否为null。

C++示例（数控系统工具切换）

场景说明：
数控机床切换工具时，若未安装工具则返回空对象，避免空指针异常。

#include 
#include 

// 抽象工具接口
class Tool {
public:
    virtual void use() = 0;
    virtual ~Tool() = default;
};

// 真实对象：钻孔工具
class DrillTool : public Tool {
public:
    void use() override {
        std::cout << "钻孔工具启动：开始钻孔操作\n";
    }
};

// 真实对象：切割工具
class CuttingTool : public Tool {
public:
    void use() override {
        std::cout << "切割工具启动：开始切割操作\n";
    }
};

// 空对象：未安装工具
class NullTool : public Tool {
public:
    void use() override {
        // 空操作，不输出任何内容
    }
};

// 工具工厂类
class ToolFactory {
public:
    static std::shared_ptr getTool(int toolId) {
        switch (toolId) {
            case 1: return std::make_shared();
            case 2: return std::make_shared();
            default: return std::make_shared(); // 无效ID返回空对象
        }
    }
};

// 客户端代码（数控系统操作）
int main() {
    // 模拟工具切换（假设当前未安装工具，ID=0）
    auto tool = ToolFactory::getTool(0);
    tool->use(); // 安全调用，无空指针风险

    // 安装钻孔工具（ID=1）
    tool = ToolFactory::getTool(1);
    tool->use();

    return 0;
}