Java創(chuàng)建型模式

在軟件工程中，創(chuàng)建型模式是處理對(duì)象創(chuàng)建的設(shè)計(jì)模式，試圖根據(jù)實(shí)際情況使用合適的方式創(chuàng)建對(duì)象?；镜膶?duì)象創(chuàng)建方式可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)上的問(wèn)題，或增加設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。創(chuàng)建型模式通過(guò)以某種方式控制對(duì)象的創(chuàng)建來(lái)解決問(wèn)題。

創(chuàng)建型模式由兩個(gè)主導(dǎo)思想構(gòu)成。一是將系統(tǒng)使用的具體類(lèi)封裝起來(lái)，二是隱藏這些具體類(lèi)的實(shí)例創(chuàng)建和結(jié)合的方式。

創(chuàng)建型模式又分為對(duì)象創(chuàng)建型模式和類(lèi)創(chuàng)建型模式。對(duì)象創(chuàng)建型模式處理對(duì)象的創(chuàng)建，類(lèi)創(chuàng)建型模式處理類(lèi)的創(chuàng)建。詳細(xì)地說(shuō)，對(duì)象創(chuàng)建型模式把對(duì)象創(chuàng)建的一部分推遲到另一個(gè)對(duì)象中，而類(lèi)創(chuàng)建型模式將它對(duì)象的創(chuàng)建推遲到子類(lèi)中。

創(chuàng)建型模式旨在將系統(tǒng)與它的對(duì)象創(chuàng)建、結(jié)合、表示的方式分離。這些設(shè)計(jì)模式在對(duì)象創(chuàng)建的類(lèi)型、主體、方式、時(shí)間等方面提高了系統(tǒng)的靈活性。

創(chuàng)建型模式的特點(diǎn)和分類(lèi)

創(chuàng)建型模式的主要關(guān)注點(diǎn)是“怎樣創(chuàng)建對(duì)象?”，它的主要特點(diǎn)是“將對(duì)象的創(chuàng)建與使用分離”。這樣可以降低系統(tǒng)的耦合度，使用者不需要關(guān)注對(duì)象的創(chuàng)建細(xì)節(jié)，對(duì)象的創(chuàng)建由相關(guān)的工廠(chǎng)來(lái)完成。就像我們?nèi)ド虉?chǎng)購(gòu)買(mǎi)商品時(shí)，不需要知道商品是怎么生產(chǎn)出來(lái)一樣，因?yàn)樗鼈冇蓪?zhuān)門(mén)的廠(chǎng)商生產(chǎn)。

創(chuàng)建型模式分為以下幾種。

單例(Singleton)模式：某個(gè)類(lèi)只能生成一個(gè)實(shí)例，該類(lèi)提供了一個(gè)全局訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)供外部獲取該實(shí)例，其拓展是有限多例模式。

原型(Prototype)模式：將一個(gè)對(duì)象作為原型，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行復(fù)制而克隆出多個(gè)和原型類(lèi)似的新實(shí)例。

工廠(chǎng)方法(FactoryMethod)模式：定義一個(gè)用于創(chuàng)建產(chǎn)品的接口，由子類(lèi)決定生產(chǎn)什么產(chǎn)品。

抽象工廠(chǎng)(AbstractFactory)模式：提供一個(gè)創(chuàng)建產(chǎn)品族的接口，其每個(gè)子類(lèi)可以生產(chǎn)一系列相關(guān)的產(chǎn)品。

建造者(Builder)模式：將一個(gè)復(fù)雜對(duì)象分解成多個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的部分，然后根據(jù)不同需要分別創(chuàng)建它們，最后構(gòu)建成該復(fù)雜對(duì)象。

以上 5 種創(chuàng)建型模式，除了工廠(chǎng)方法模式屬于類(lèi)創(chuàng)建型模式，其他的全部屬于對(duì)象創(chuàng)建型模式，我們將在之后的教程中詳細(xì)地介紹它們的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)與應(yīng)用。

使用

現(xiàn)代軟件工程更加依賴(lài)對(duì)象的組合，而不是類(lèi)的繼承，強(qiáng)調(diào)從硬編碼的行為轉(zhuǎn)變到定義一組基本行為來(lái)組合成復(fù)雜的行為。硬編碼的行為不夠靈活，因?yàn)槿绻胍淖冊(cè)O(shè)計(jì)的一部分，需要通過(guò)重寫(xiě)或者重新實(shí)現(xiàn)才能完成。另外，硬編碼沒(méi)有提高重用性，而且難以跟蹤錯(cuò)誤。由于這些原因，創(chuàng)建型模式比硬編碼的行為更有用。創(chuàng)建型模式使設(shè)計(jì)變得更靈活，提供了不同的方式，從代碼中移除了對(duì)需要實(shí)例化的具體類(lèi)的引用。換句話(huà)說(shuō)，這些模式增強(qiáng)了對(duì)象和類(lèi)之間的獨(dú)立性。

在以下情況中，可以考慮應(yīng)用創(chuàng)建型模式：

? 一個(gè)系統(tǒng)需要和它的對(duì)象和產(chǎn)品的創(chuàng)建相互獨(dú)立。

? 一組相關(guān)的對(duì)象被設(shè)計(jì)為一起使用。

? 隱藏一個(gè)類(lèi)庫(kù)的具體實(shí)現(xiàn)，僅暴露它們的接口。

? 創(chuàng)建獨(dú)立復(fù)雜對(duì)象的不同表示。

? 一個(gè)類(lèi)希望它的子類(lèi)實(shí)現(xiàn)它所創(chuàng)建的對(duì)象。

? 類(lèi)的實(shí)例化在運(yùn)行時(shí)才指定。

? 一個(gè)類(lèi)只能有一個(gè)實(shí)例，而且這個(gè)實(shí)例能在任何時(shí)候訪(fǎng)問(wèn)到。

? 實(shí)例應(yīng)該能在不修改的情況下具有可擴(kuò)展性。

舉例

創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式的一些例子如下：

? 抽象工廠(chǎng)模式，提供一個(gè)創(chuàng)建相關(guān)或依賴(lài)對(duì)象的接口，而不指定對(duì)象的具體類(lèi)。

? 工廠(chǎng)方法模式，允許一個(gè)類(lèi)的實(shí)例化推遲到子類(lèi)中進(jìn)行。

? 生成器模式，將一個(gè)復(fù)雜對(duì)象的創(chuàng)建與它的表示分離，使同樣的創(chuàng)建過(guò)程可以創(chuàng)建不同的表示。

? 延遲初始化模式，將對(duì)象的創(chuàng)建，某個(gè)值的計(jì)算，或者其他代價(jià)較高的過(guò)程推遲到它第一次需要時(shí)進(jìn)行。

? 對(duì)象池模式，通過(guò)回收不再使用的對(duì)象，避免創(chuàng)建和銷(xiāo)毀對(duì)象時(shí)代價(jià)高昂的獲取和釋放資源的過(guò)程。

? 原型模式，使用原型實(shí)例指定要?jiǎng)?chuàng)建的對(duì)象類(lèi)型，通過(guò)復(fù)制原型創(chuàng)建新的對(duì)象。

? 單例模式，保證一個(gè)類(lèi)只有一個(gè)實(shí)例，并且提供對(duì)這個(gè)實(shí)例的全局訪(fǎng)問(wèn)方式。