设计模式之创建类模式大PK

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创建类模式大PK

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• 创建类模式包括工厂方法模式、建造者模式、抽象工厂模式、单例模式和原型模式，他们能够提供对象的创建和管理职责。其中单例模式和原型模式模式非常容易理解，单例模式是要保持在内存中只有一个对象，原型模式是通过复制的方式产生一个新的对象。而工厂方法模式、抽象工厂模式和建造者模式，这三者之间有较大的相似性。

工厂方法模式VS建造者模式

• 工厂方法模式注重的是整体对象的创建方法，而建造者模式注重的是部件构建的过程，旨在通过一步一步地精确构造创建出一个复杂的对象。就拿造车来说吧，工厂方法模式，直接生产出来的就是奔驰、宝马和大众；而建造者模式则不同了，则需要创建车胎、引擎、车门、座椅、车灯等等，然后组装成一辆奔驰或者宝马车。如下我们分别介绍两种模式的造车过程。
• 工厂方法模式造车

首先工厂方法模式的类图如下，其中我们将车辆分为三种奔驰、宝马、大众，定义一个接口，在定义三种车型的创建实现，通过汽车制造工厂生产汽车。通过类图代码略。

• 建造者模式造车

建造者模式设计一个车需要先把车进行拆分，分为引擎、车轮和车体三部分，然后由建造者进行建造，并通过设计图纸建造车辆，注重零件的配合、组装和封装从一个细微构件角度看待一个对象，建造者模式的类图如下。

这个看起来还有点复杂呢，我们还是看看通用类图的源码吧，一点一点的分析一下，首先我们还是先看看这个奔驰和宝马汽车吧，还是把大众汽车给忘记了！源码还是挺简单的，就是一些get和set方法。

public interface ICar {
    public String getWheel();
    public String getEngine();
    public String getCarbody();
}

public class Benz implements ICar{
    private Blueprint bp;
    public Benz(Blueprint bp){
        this.bp = bp;
    }
    @Override
    public String getWheel() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return this.bp.getWheel();
    }

    @Override
    public String getEngine() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return this.bp.getEngine();
    }

    @Override
    public String getCarbody() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return this.bp.getBody();
    }
}

public class BMW implements ICar{
    private Blueprint bp;
    public BMW(Blueprint bp){
        this.bp = bp;
    }
    public String getBody() {
        return this.bp.getBody();
    }
    public String getWheel() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return this.bp.getWheel();
    }
    @Override
    public String getEngine() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return this.bp.getEngine();
    }
    @Override
    public String getCarbody() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return this.bp.getBody();
    }
}

接下来我们看看我们重头戏CarBuilder，写起来发现也没有那么复杂了。

public abstract class CarBuilder {
    private Blueprint bp;
    public abstract ICar buildCar();
    public void receiveBlueprint(Blueprint bp){
        this.bp = bp;
    }
    protected Blueprint getBlueprint(){
        return this.bp;
    }
}

public class BenzBuilder extends CarBuilder{

    @Override
    public ICar buildCar() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new Benz(super.getBlueprint());
    }
}

public class BMWBuilder extends CarBuilder{

    @Override
    public ICar buildCar() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new BMW(super.getBlueprint());
    }
}

最后只剩下导演类了，看来最复杂的还是导演，要设计车辆的蓝图，并正确的调用建造方法。

public class Director {
    private CarBuilder benzBuilder = new BenzBuilder();
    private CarBuilder BMWbuilder = new BMWBuilder();
    private Blueprint bp;
    public ICar createBenz(){
        bp = new Blueprint();
        bp.setBody("BenzBody");
        bp.setEngine("BenzEngine");
        bp.setWheel("BenzWheel");
        return createCar(benzBuilder, bp);
    }
    public ICar createBMW(){
        bp = new Blueprint();
        bp.setBody("BMWBody");
        bp.setEngine("BMWEngine");
        bp.setWheel("BMWWheel");
        return createCar(BMWbuilder, bp);
    }
    private ICar createCar(CarBuilder carBuilder, Blueprint bp){
        carBuilder.receiveBlueprint(bp);
        return carBuilder.buildCar();
    }
}

大功告成，我们通过客户端调用一下看看运行状况。

public class Client {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Director director = new Director();
        ICar benz = director.createBenz();
        ICar BMW = director.createBMW();
        System.out.println(benz.getCarbody());   //BenzBody
        System.out.println(BMW.getCarbody());    //BMWBody
    }
}

• 最佳实践

工厂方法模式和建造者模式都属于对象创建类模式，都是用来创建类对象。但他们之间区别还是比较明显的。

• • 意图不同：工厂方法模式关注的是产品的整体，如宝马、大众车整体，无需关心产品的各个部分是如何创建出来的；但在建造者模式中，一个具体产品的产生是依赖各个部件的产生以及装配顺序，它关注的是“由零件一步一步地组装出产品对象”。工厂方法模式创建对象粒度较粗，而建造者模式创建对象的粒度较细。
  • 产品的复杂度不同，工厂方法模式创建出来的宝马和奔驰车的样子是一样的，而建造者模式创建的宝马车和奔驰车可以分别指定不同的车体部分。

抽象工厂模式VS建造者模式

　　抽象工厂模式实现对产品家族的创建，一个产品家族是一系列不同分类维度的产品组合，采用抽象工厂模式则是不需要关心构建过程，只关心什么产品由什么工厂生产即可。我们生产的奔驰和宝马车当然不能各只有一种型号，奔驰车有商务车还有运动型车SUV，同样宝马车也是如此。因此我们需要改进工厂方法模式，引入抽象工厂模式生产车辆。抽象工厂模式类图如下：

　　对外界调用者来说，只要更换了一个具备相同结构的对象，即可发生非常大的改变，如我们原本使用BenzFactory生产汽车，但是系统突然也生产宝马汽车，则只需要将BenzFactory替换为BMWFactory即可，注意这里生产的是一辆完整的车，对于一个产品，只要给出产品的代码即可生产，抽象工厂模式把一辆车认为是一个完整的，不可拆分的对象，注重完整性，不会出现一个宝马工厂生产奔驰车的情况，不能生产混合车型。而建造者模式可以将不同车型的零件任意组合。如果希望屏蔽对象的创建过程，只提供一个封装良好的对象，则可以选择抽象工厂模式。而建造者模式可以用在构件的装配方面，如通过装配不同的组件或者相同组件的不同顺序，可以产生出一个新的对象，是一个非常灵活的架构，方便地扩展和维护系统。