設計模式之創(chuàng)建型

sun317 2013-04-18

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1、Factory模式

圖1 Factory模式結構示意圖

圖1所以的Factory模式經(jīng)常在系統(tǒng)開發(fā)中用到，但是這并不是Factory模式的最大威力所在（因為這可以通過其他方式解決這個問題）。Factory模式不單是提供了創(chuàng)建對象的接口，其最重要的是延遲了子類的實例化（第二個問題），以下是這種情況的一個Factory的結構示意圖：

圖2：Factory模式結構示意圖

圖2中關鍵中Factory模式的應用并不是只是為了封裝對象的創(chuàng)建，而是要把對象的創(chuàng)建放到子類中實現(xiàn)：Factory中只是提供了對象創(chuàng)建的接口，其實現(xiàn)將放在Factory的子類ConcreteFactory中進行。這是圖2和圖1的區(qū)別所在。
Factory模式在實際開發(fā)中應用非常廣泛，面向對象的系統(tǒng)經(jīng)常面臨著對象創(chuàng)建問題：要創(chuàng)建的類實在是太多了。而Factory提供的創(chuàng)建對象的接口封裝（第一個功能），以及其將類的實例化推遲到子類（第二個功能）都部分地解決了實際問題。

2、AbstactFactory模式
AbstractFactory模式就是用來解決這類問題的：要創(chuàng)建一組相關或者相互依賴的對象。

AbstractFactory Pattern結構圖

AbstractFactory模式關鍵就是將這一組對象的創(chuàng)建封裝到一個用于創(chuàng)建對象的類（ConcreteFactory）中，維護這樣一個創(chuàng)建類總比維護n多相關對象的創(chuàng)建過程要簡單的多。

AbstractFactory模式和Factory模式的區(qū)別是初學（使用）設計模式時候的一個容易引起困惑的地方。實際上，AbstractFactory模式是為創(chuàng)建一組（有多類）相關或依賴的對象提供創(chuàng)建接口，而Factory模式正如我在相應的文檔中分析的是為一類對象提供創(chuàng)建接口或延遲對象的創(chuàng)建到子類中實現(xiàn)。并且可以看到，AbstractFactory模式通常都是使用Factory模式實現(xiàn)（ConcreteFactory1）。

3、Singleton模式

Singleton Pattern結構圖

在Singleton模式的結構圖中可以看到，我們通過維護一個static的成員變量來記錄這個唯一的對象實例。通過提供一個staitc的接口instance來獲得這個唯一的實例。

Singleton模式經(jīng)常和Factory（AbstractFactory）模式在一起使用，因為系統(tǒng)中工廠對象一般來說只要一個，筆者在開發(fā)Visual CMCS的時候，語義分析過程（以及其他過程）中都用到工廠模式來創(chuàng)建對象（對象實在是太多了），這里的工廠對象實現(xiàn)就是同時是一個Singleton模式的實例，因為系統(tǒng)我們就只要一個工廠來創(chuàng)建對象就可以了。

4、Builder模式

Builder Pattern結構圖

Builder模式的關鍵是其中的Director對象并不直接返回對象，而是通過一步步（BuildPartA，BuildPartB，BuildPartC）來一步步進行對象的創(chuàng)建。當然這里Director可以提供一個默認的返回對象的接口（即返回通用的復雜對象的創(chuàng)建，即不指定或者特定唯一指定BuildPart中的參數(shù)）。

Builder模式和AbstractFactory模式在功能上很相似，因為都是用來創(chuàng)建大的復雜的對象，它們的區(qū)別是：Builder模式強調(diào)的是一步步創(chuàng)建對象，并通過相同的創(chuàng)建過程可以獲得不同的結果對象，一般來說Builder模式中對象不是直接返回的。而在AbstractFactory模式中對象是直接返回的，AbstractFactory模式強調(diào)的是為創(chuàng)建多個相互依賴的對象提供一個同一的接口。

5、Prototype模式

Prototype Pattern結構圖

Prototype模式提供了一個通過已存在對象進行新對象創(chuàng)建的接口（Clone），Clone（）實現(xiàn)和具體的實現(xiàn)語言相關，在C++中我們將通過拷貝構造函數(shù)實現(xiàn)之。

Prototype模式通過復制原型（Prototype）而獲得新對象創(chuàng)建的功能，這里Prototype本身就是“對象工廠”（因為能夠生產(chǎn)對象），實際上Prototype模式和Builder模式、AbstractFactory模式都是通過一個類（對象實例）來專門負責對象的創(chuàng)建工作（工廠對象），它們之間的區(qū)別是：Builder模式重在復雜對象的一步步創(chuàng)建（并不直接返回對象），AbstractFactory模式重在產(chǎn)生多個相互依賴類的對象，而Prototype模式重在從自身復制自己創(chuàng)建新類。