在C++面向对象软件设计中，结构型模式（Structural Patterns）主要关注对象和类之间的组合，以形成更大的结构。这些模式帮助我们管理和组织对象之间的关系，使得系统更加灵活、可扩展和易于维护。以下是几种常见的结构型模式及其要解决的问题和共同特征：

1. 适配器模式（Adapter Pattern）

解决的问题

适配器模式用于将一个类的接口转换成客户端希望的另一个接口。它通常用于解决两个已有接口之间的不兼容问题，使得原本由于接口不匹配而无法合作的类可以一起工作。

特征

• 接口转换：适配器模式的核心是将一个类的接口转换成另一个类的接口。
• 复用已有类：适配器模式常用于复用已有类，而无需修改已有类的代码。

2. 桥接模式（Bridge Pattern）

解决的问题

桥接模式用于将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。它通过将类的功能层次结构与实现层次结构分离，减少了它们之间的耦合。

特征

• 分离抽象与实现：桥接模式的核心是将抽象部分与实现部分分离。
• 独立变化：抽象部分和实现部分可以独立变化，互不影响。

3. 组合模式（Composite Pattern）

解决的问题

组合模式用于将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，使得客户端对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

特征

• 树形结构：组合模式通常使用树形结构来组织对象。
• 一致性：客户端可以一致地处理单个对象和组合对象。

4. 装饰器模式（Decorator Pattern）

解决的问题

装饰器模式用于动态地给一个对象添加一些额外的职责，而不改变其结构。它提供了一种比继承更灵活的方式来扩展类的功能。

特征

• 动态扩展功能：装饰器模式可以在运行时动态地扩展对象的功能。
• 不改变原有结构：装饰器模式不改变原有对象的结构，只添加新的功能。

5. 外观模式（Facade Pattern）

解决的问题

外观模式为子系统中的一组接口提供一个统一的接口，使得子系统更容易使用。它通过提供一个高层接口来简化子系统的复杂性。

特征

• 简化接口：外观模式的核心是为复杂的子系统提供一个简化的接口。
• 封装复杂性：外观模式将子系统的复杂性封装起来，对外提供简单的接口。

6. 享元模式（Flyweight Pattern）

解决的问题

享元模式用于减少创建和操作大量相似对象的开销。它通过共享尽可能多的数据来减少内存使用和提高性能。

特征

• 共享数据：享元模式通过共享对象来减少内存使用。
• 区分内部状态和外部状态：享元模式将对象的状态分为内部状态和外部状态，内部状态可以共享，外部状态不能共享。

7. 代理模式（Proxy Pattern）

解决的问题

代理模式用于为其他对象提供一个代理以控制对这个对象的访问。它通常用于控制访问权限、延迟初始化、日志记录等场景。

特征

• 控制访问：代理模式通过代理对象来控制对实际对象的访问。
• 代理和实际对象接口一致：代理对象和实际对象通常具有相同的接口，使得客户端无需区分。

共同特征

• 组合对象：结构型模式通常涉及对象之间的组合和组织。
• 简化系统结构：这些模式帮助简化系统的结构，使得系统更易于理解和维护。
• 提高灵活性和可扩展性：结构型模式通过松耦合的设计提高系统的灵活性和可扩展性。

通过使用这些结构型模式，开发者可以在不改变现有代码的基础上，灵活地组织和管理对象之间的关系，从而构建出更加健壮和可扩展的软件系统。