23种设计模式 - 对象创建(FactoryMethod - AbstractFactory - Prototype - Builder)

时间:2023-03-09 00:28:49
23种设计模式 - 对象创建(FactoryMethod - AbstractFactory - Prototype - Builder)

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对象创建

通过“对象创建” 模式绕开new,来避免对象创建(new)过程中所导致的紧耦合(依赖具体类),从而支持对象创建的稳定。它是接口抽象之后的第一步工作。

Factory Method

动机(Motivation)

  • 在软件系统中,经常面临着创建对象的工作;由于需求的变化,需要创建的对象的具体类型经常变化。

  • 如何应对这种变化?如何绕过常规的对象创建方法(new),提供一种“封装机制”来避免客户程序和这种“具体对象创建工作”的紧耦合?

模式定义

​ 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。Factory Method使得一个类的实例化延迟(目的:解耦,手段:虚函数)到子类。

——《设计模式》GoF

结构(Structure)

23种设计模式 - 对象创建(FactoryMethod - AbstractFactory - Prototype - Builder)

要点总结

  • Factory Method模式用于隔离类对象的使用者和具体类型之间的耦合关系。面对一个经常变化的具体类型,紧耦合关系(new)会导 致软件的脆弱。

  • Factory Method模式通过面向对象的手法,将所要创建的具体对象工作延迟到子类,从而实现一种扩展(而非更改)的策略,较好地解决了这种紧耦合关系。

  • Factory Method模式解决“单个对象”的需求变化。缺点在于要求创建方法/参数相同。

Abstract Factory

动机(Motivation)

  • 在软件系统中,经常面临着“一系列相互依赖的对象”的创建工作;同时,由于需求的变化,往往存在更多系列对象的创建工作。

  • 如何应对这种变化?如何绕过常规的对象创建方法(new),提供一种“封装机制”来避免客户程序和这种“多系列具体对象创建工作”的紧耦合?

模式定义

​ 提供一个接口,让该接口负责创建一系列“相关或者相互依赖的对象”,无需指定它们具体的类。

——《设计模式》GoF

结构(Structure)

23种设计模式 - 对象创建(FactoryMethod - AbstractFactory - Prototype - Builder)

要点总结

  • 如果没有应对“多系列对象构建”的需求变化,则没有必要使用Abstract Factory模式,这时候使用简单的工厂完全可以。

  • “系列对象”指的是在某一特定系列下的对象之间有相互依赖、或作用的关系。不同系列的对象之间不能相互依赖。

  • Abstract Factory模式主要在于应对“新系列”的需求变动。其缺点在于难以应对“新对象”的需求变动。

Prototype

动机(Motivation)

  • 在软件系统中,经常面临着“某些结构复杂的对象”的创建工作;由于需求的变化,这些对象经常面临着剧烈的变化,但是他们却拥有比较稳定一致的接口。
  • 如何应对这种变化?如何向“客户程序(使用这些对象的程序)”隔离出“这些易变对象”,从而使得“以来这些易变对象的客户程序”不随着需求改变而改变?

模式定义

​ 使用原型实例指定创建对象的种类,然后通过拷贝这些原型来创建新的对象。 ——《设计模式》GoF

结构(Structure)

23种设计模式 - 对象创建(FactoryMethod - AbstractFactory - Prototype - Builder)

要点总结

  • Prototype模式同样用于隔离类对象的使用者和具体类型(易变类)之间的耦合关系,它同样要求这些“易变类”拥有“稳定的接口”。

  • Prototype模式对于“如何创建易变类的实体对象”采用“原型克隆”的方法来做,它使得我们可以非常灵活地动态创建“拥有某些稳定接口”的新对象——所需工作仅仅是注册一个新类的对象(即原型),然后再任何需要的地方Clone。

  • Prototype模式中的Clone方法可以利用某些框架中的序列化来实现深拷贝。

Builder

动机(Motivation)

  • 在软件系统中,有时候面临着“一个复杂对象”的创建工作,其通常由各个部分的子对象用一定的算法构成;由于需求的变化,这个复杂对象的各个部分经常面临着剧烈的变化,但是将它们组合在一起的算法却相对稳定。

  • 如何应对这种变化?如何提供一种“封装机制”来隔离出“复杂对象的各个部分”的变化,从而保持系统中的“稳定构建算法”不随着需求改变而改变?

模式定义

​ 将一个复杂对象的构建与其表示相分离,使得同样的构建过程(稳定)可以创建不同的表示(变化)。

——《设计模式》GoF

结构(Structure)

23种设计模式 - 对象创建(FactoryMethod - AbstractFactory - Prototype - Builder)

要点总结

  • Builder 模式主要用于“分步骤构建一个复杂的对象”。在这其中“分步骤”是一个稳定的算法,而复杂对象的各个部分则经常变化。

  • 变化点在哪里,封装哪里—— Builder模式主要在于应对“复杂对象各个部分”的频繁需求变动。其缺点在于难以应对“分步骤构建算法”的需求变动。

  • 在Builder模式中,要注意不同语言中构造器内调用虚函数的差别(C++ vs. C#) 。