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

其他设计模式 23种设计模式(C++)

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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）

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）

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）

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）

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#) 。