设计模式-可复用面向对象软件的基础读书笔记-创建型模式

àì夳堔傛蜴生んèń 2023-06-27 06:19 92阅读 0赞

### 主旋律 ###

> 将关于该系统使用哪些具体的类的信息封装起来  
> 隐藏了这些类的实例是如何被创建和放在一起的

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### Abstract Factory 抽象工厂 ###

`意图`

提供一个创建一系列相关或互相依赖对象的接口 而无需制定他们具体的类

`结构图`  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA1NzExMDI_size_16_color_FFFFFF_t_70]

`协作`

1.  通常运行时创建一个ConcreteFactory类的实例
2.  产品对象的创建延迟到子类

`问题`

1.  通常难以支持新种类的产品 因为AbstractFactory确定了可以创建的产品集合 支持新的产品需要扩展该工厂接口 涉及到所有子类的改变

`实现`

1.  通常工厂作为单例 通常一个产品系列只需要一个工厂
2.  通常AbstractFactory会定义一个工厂方法(Factory Method) 具体工厂也可以使用Prototype模式来实现  
    在基于原型的方法中 可以使得不是每个新的产品系列都需要一个新的具体工厂类
3.  定义可扩展的工厂`可以解决上述难以扩展的问题`  
    这种方法是在创建对象的接口增加一个类型参数 该参数指定创建何种对象  
    这样的情况下AbstractFactory只需要一个Make即可 `这就是前面在第二点中所说的基于Prototype的工厂`

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### Builder 生成器 ###

`意图` 讲一个复杂对象的构建和他的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的不同的表示

`结构图`  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA1NzExMDI_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA1NzExMDI_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

`协作`

1.  客户端创建Director对象 并使用他所想要的Builder进行配置
2.  产品部件被生成 导向器会通知生成器
3.  生成器处理导向器的请求 将部件添加到产品中
4.  客户端从生成器检索产品

`实现`

1.  需要访问之前已经构造好的部件产品 比如在构建PartB需要访问前一个步骤构建的PartA  
    通常在这种情况下 生成器会返回一个子节点个导向者 然后导向者将他们回传给生成者去创建父节点
2.  一般使用生成器生成的产品差异比较大 基本不需要公共父类
3.  Builder父类一般为缺省的空方法  
    比如c++中不声明为纯虚函数而是定义为空方法 可以是子类只定义自己感兴趣的操作

`相关模式`

1.  Composite通常是用Builder生成的
2.  Abstract Factory 注重多个系列的产品对象 Builder着重一步步构造一个复杂对象  
    Abstract Factory 的产品是立刻返回的 Builder在最后一步返回产品

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### Factory Method 工厂方法 ###

`意图`

定义一个用于创建对象的接口 让子类决定实例化哪一个类 是一个类的实例化延迟到子类

`适用性`

1.  一个类不知道他所必须创建的对象的类的时候
2.  一个类希望由子类来指定他所创建的对象
3.  当类将创建对象的职责委托给多个帮助子类中的某一个  
    并且你希望将哪一个帮助子类是代理者这一信息局部化时

`结构图`  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA1NzExMDI_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

`问题`

1.  仅仅为了创建一个新的ConcreteProduct就需要一个新的ConcreteCreator子类
2.  子类非必须时 客户端也要处理类演化的其他方面

`效果`

1.  可以为子类增加钩子hook
2.  连接平行层次的类

`实现`

1.  父类工厂方法可以不提供实现 也可以提供默认的缺省实现
2.  参数化工厂方法 根据参数可以获取不同Product
3.  lazy initialize `如果产品存在则访问` `不存在则调用工厂方法`
    
        if (_Product == 0) { 
        	_Product = new CreateProduct();
        }
        return _Product;
4.  使用模板可以避免创建子类`解决1的问题`

`相关模式`

1.  Abstract Factory 经常使用 Factory Method 工厂方法
2.  工厂方法也通常在 Template Methods 中被调用
3.  Prototype不需要创建Creator子类  
    但是通常需要一个针对Product的initialize操作 Creator使用initialize初始化

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### Prototype 原型 ###

`意图`

用原型实例指定创建对象的种类 并通过拷贝构造这些原型创建新的对象

`结构`

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA1NzExMDI_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

`效果`

1.  可以在运行时刻增加产品和删除产品 只在增加和删除对应的原型即可
2.  改变原型prototype的值就可以指定新对象 客户端可以将职责委托给新的原型表现出不同的类特征
3.  相比Factory Method可以减少子类的构造 比如减少了Creator的数量
4.  用类动态配置应用 通过增删原型实例

`问题`

1.  原型必须有clone方法 但是实现clone`深拷贝 浅拷贝`有时候很困难
2.  原型数目不固定时 一般都需要一个原型管理器 用来管理原型的注册
3.  `可能有需求初始化克隆对象`一般clone出一个对象obj之后可以通过一个`initialize`接口设定初始状态

`相关模式`

1.  Composite 和 Decorator 模式通过可以从 Prototype 获益

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### Singleton 单件(单例) ###

`意图`

保证一个类只有一个实例 并提供一个全局的访问点

`结构`  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA1NzExMDI_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

`效果`

1.  严格控制访问
2.  缩小命名空间 `避免存储了唯一实例的全局变量污染名空间`
3.  Singleton可以有子类
4.  其实也可以支持可变数目的实例 这样的话也只有允许访问Singleton实例的操作需要改变
5.  绝对比类更灵活  
    `另一种封装方法是使用类的静态函数 但是这样难以允许这个类有多个实例 并且静态方法子类也难以多态的冲定义`

`实现`

1.  \_instance 使用惰性初始化
    
        if (_instance == 0) { 
        	_instance = new Singleton();
        }
        return _instance ;
2.  如果用全局或静态对象做单例 依赖自动初始化 会有以下问题  
    2.1 不能保证只有一个实例  
    2.2 可能没有足够信息初始化  
    2.3 c++没定义转换单元上全局对象的构造器的调用顺序 意味着单件之间没有依赖关系  
    2.4 很小的缺点 不管你使用还是不适用 全局或者静态对象都会被创建
3.  子类问题  
    3.1 在`Instance`方法中可以根据不同参数实例化不同子类  
    3.2 直接用继承方式 然后子类都重写`Instance`  
    3.3 更好的方式是用`单件注册表`
    
        // 引用自书本代码
        // 引用自书本代码
        // 引用自书本代码
        class Singleton { 
          public:
            static void Register(const char* name, Singleton*);
            static Singleton* Instance();
          protected:
            static Singleton* Lookup(const char*);
          private:
            static Singleton* _instance;
            static List<NameSingletonPair>* _registry;
        }
        //
        Singleton* Singleton::Instance() { 
        	if (not _instance){ 
        		const char* singletonName = getenv("SINGLETON");
        		_instance = Lookup(singletonName);
        	}
        	return _instance;
        }
    
        MySingleton::MySingleton() { 
        	Singleton::Register("MySingleton", this);
        }
    
    `这里表现出来的问题是如果不实例化一个MySingleton对象 那么不会注册`  
    `通过定义一个MySingleton的static静态实例来解决这个问题 这一点其实很尴尬的 虽然子类的职责变成了注册`  
    `但是却一定要一定要一定要实例化创建 不然就不会注册`
    
        static MySingleton theMySingleton;

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### 嚯哈 结束了 ###

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