[GN] 设计模式—— 创建型模式

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创建型模式

单例模式 – 确保对象唯一性

例子

用TaskManager类。通过以下三步进行重构

1. 为了确保TaskManager实例的唯一性，禁止外部直接new来创建对象。需将构造函数改为private
2. 类变成私有的了，所以外部访问该类对象，需要类内建TaskManager类型的私有静态成员变量tm。供外部访问
3. 增加一个公有的静态方法、外界去使用tm 去实例化。 [注意 该方法要public]

得到：

单例模式有3个要点:

• 某个类只能有一个实例;
• 它必须自行创建这个实例;
• 它必须自行向整个系统提供这个实例。

上述代码在多线程时候，会出现 创建多个实例。提供两种解决方式

优化

饿汉式

定义静态变量的时候实例化单例类

懒汉式

不自行实例化，延时加载。
采取双标志

• 为了避免多个钱程同时调用getInstonce ( ）方法，可以使用关键守synchronized
• 如果使用双重检查锁定来实现懒汉式单例类，需要在静态成员变量instonce之前增加修饰符volatile，被volatile修饰的成员变量可以确保多个线程都能够正确处理

优缺点

优点： 提供了对唯一实例的受控访问，可以严格控制客户怎么样访问它
缺点：没有抽象层，难以扩展； 单例类职责过重，一定程度违背单一职责原则；

使用场景

1. 客户调用类的单个实例只允许使用一个公共访问点。除了该公共访问点，不能通过其他途径访问该实例。
2. 系统要求提供一个唯一的序列号生成器或贵源管理器，或着需要考虑赉源消耗太大而只允许创建一个对象。

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

简单工厂模式

例子：

图表库举例：

完整代码：

Chart接口充当抽象产品类，其子类HistogromChort、 PieChart和Linehart充当具体产品类，Chart-Factory充当工厂类。

优化

每更换一个Chart对象都需要修改客户端代码中静态工方法的参数，客户端代码将要重新编译。

可以将参数写到XML中，代码中只需要读取配置文件字符。

优缺点

优点
(1) 工厂类包含必要的判断逻辑，决定在什么时候创建哪一个产品类的实例。客户端仅仅“消费”产品。简单工厂模式实现了对象创建和使用的分离。
(2）客户端无须知道所创建的具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的参数即可。
(3）通过引入配置文件，可以在不修改任向客户端代码更换和增加新的具体产品类。

缺点
(1) 由于工厂类集中了所有产品的创建逻辑，职责过重。
(2）使用简单工厂模式势必会增加系统中类的个数（引入了新的工丁厂类。
(3）系统扩展困难。一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑。

适用场景

• 工厂类负责创建的对象比较少。由于创建的对象较少，不会造成工厂方法中的业务逻辑太过复杂。
• 客户端只知道传入工丁厂类的参数，对于如同创建对象并不关心。

工厂方法模式 – 多态工厂的实现

简单工厂模式下存在

• 工厂类过于庞大，包了大量的f…else…代码，导致维护和测试难度增大。
• 系统扩展不灵活，如果增加新类型的日志记录器，必须修改静态工厂方法的业务逻辑，违反了开闭原则。

简单工厂模式只有一个工厂 需要知道每个产品创建细节

由此工厂方法产生：

例子

图表库举例：

ConcreteFactory 具体工厂； Factory 抽象工厂
ConcreteProduct 具体产品 与 具体工厂一一应对； Product 抽象产品

完整代码：

优缺点

优点

• 用户只需要关心所需产品对应的工厂，无须关心创建细节，甚至无须知道具体产品类的类名。
• 它能够让工厂可以自主确定创建同种产品对象，而如同创建这个对象的细节则究全封装在具体工厂内部。
• 加入新产品时，无须修改抽象工厂和抽象产品提供的接口，无须修改客户端，也无须修改其他的具体工厂和具体产品，而只要添加

缺点

• 在添加新产品时，需要编写新的具体产品类，而且还要提供与之对应的具体工厂类，在一定程度上增加了系统的复杂度。
• 考虑到系统的可扩展性，需要引入抽象层，在客户端代码中均使用抽象层进行定义，增加了系统的抽象性和理解难度

优化

如同简单工厂一样，引入XML配置文件进行优化

适用场景

• 客户端不知道其所需要的对象的类。在工厂方法模式中，客户端不需要知道具体产品类的类名，只需要知道所对应的工厂即可，具体的产品对象由具体工厂类创建，可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。
• 抽象工厂类通过其子类来指定创建哪个对象。在工厂方法模式中，抽象工厂类只需要提供一个创建产品的接口，而由其子类来确定具体要创建的对象，利用面向对象的多态性和里氏代换原则

抽象工厂模式 – 产品族的创建

对于工厂方法，增加新的功能时，虽然不需要修改哦代码，但是需要增加大量的类，每个新增具体组件都要增加一个具体工厂。

对于具体工厂模式：

• 具体工厂负责生产具体产品，需要创建9个具体类

对于抽象工厂模式：

• 可抽象为产品等级结构
  ==> 电器工厂: 可生产电视机、电冰箱、空调
• 可抽象为产品族
  ==> 海尔工厂: 可生产海尔电视机、海尔电冰箱、海尔空调

需要创建三个工厂类即可

例子

结构图

AbstractFactory 抽象工厂
ConcreteFactory 具体工厂
AbstractProduct 抽象产品
ConcreteProduct 具体产品

抽象工厂中声明了多个工厂方法，用于创建不同类型的产品：

每个具体的工厂方法可以返回一个特定的产品对象
具体工厂内的所有产品构成了产品族

优缺点

优点：
(1) 抽象工厂模式隔离了具体类的生成，使得客户并不需要知道什么被创建。
(2）能够保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。
(3）增加新的产品族很方便，无须修改已有系统，符合开闭原则。
缺点：
增加新的产品等级结构麻烦，需要对原有系统进行较大的修改，甚至需要修改抽象层代码，这显然会带来较大的不便，违背了开闭原则。

适用场景

(1)一个系统不应当依赖于产品类实例如同被创建、组合和表达的细节，这对于所有类型的工厂模式都是很重要的，用户无须关心对象的创建过程，将对象的创建和使用解耦。
(2)系统中有多于一个的产品族，而每次只使用其中某一个产品族。以通过配置文件等方式来使得用户可以动态改变产品族,也可以很方便地增加新的产品族。
(3).属于同一个产品族的产品将在一起使用,这一约束必须在系统的设讨中体现出来。同一个产品族中的产品可以是没有任向关系的对象，
但是它们都具有一些共同的约束。例如同一操作系统下的按钮和文本柜，按钮与文本框之间没有直接关系，但都属于操作系统

总结

简单工厂: 唯一工厂类，一个产品抽象类，工厂类的创建方法依据入参判断并创建具体产品对象。
工厂方法: 多个工厂类，一个产品抽象类，利用多态创建不同的产品对象，避免了大量的f-else判断。
抽象工厂: 多个工厂类，多个产品抽象类，产品子类分徂，同一个工厂实现类创建同术中的不同产品，减少了工厂子类的数量。