通用技术 / 架构和系统设计
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设计模式_02创建型

说明

工厂

意图：定义一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。
主要解决：主要解决接口选择的问题。
何时使用：计划不同条件下创建不同实例时。
如何解决：让其子类实现工厂接口，返回的也是一个抽象的产品。
关键代码：创建过程在其子类执行。
应用实例：
1、您需要一辆汽车，可以直接从工厂里面提货，而不用去管这辆汽车是怎么做出来的，以及这个汽车里面的具体实现。
2、Hibernate 换数据库只需换方言和驱动就可以。
优点：
1、一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。
2、扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。
3、屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。
缺点：每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。
使用场景：
1、日志记录器：记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等，用户可以选择记录日志到什么地方。
2、数据库访问，当用户不知道最后系统采用哪一类数据库，以及数据库可能有变化时。
3、设计一个连接服务器的框架，需要三个协议，”POP3”、”IMAP”、”HTTP”，可以把这三个作为产品类，共同实现一个接口。
注意事项：作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式，而简单对象，特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度。

是不是看起来复杂？其实呢？真正的工厂根本没这么多东西。。
左侧的接口shape，本质上为了体现6原则中的“依赖倒转”原则，如果我们可以确保，我们对象是单一对象，并且这个对象未来也不可能增加同类变体。那么没必要每个对象都写一个接口，死套教科书。同样右侧的接口定义基本也是本着同样思路。而真正的工厂方法是什么？就是ShapeFacitory一个实体而已。
设计模式原本就是对大型软件开发参考的，所以整体设计偏向于“理论化”，“理想化”，所有动能通过接口实现，每个接口最好完全隔离。这样的划分对于大模块划分没问题，但是对于日常小软件开发基本是负作用，带来好处不足弥补代码结构复杂度，和代码量提升引起的修改和维护的负作用（代码就是负债，代码越多出错概率越大，修改成本越高）。

真正的工厂方法代码只有这么一个案例：

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public class ShapeFactory {
    
   //使用 getShape 方法获取形状类型的对象
   public Shape getShape(String shapeType){
      if(shapeType == null){
         return null;
      }        
      if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
         return new Circle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
         return new Rectangle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
         return new Square();
      }
      return null;
   }
}

可以进一步简化为

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if str.equals(xxxxx):
    return new xx()

其他的多余部分都是为了满足“6大原则”的”政治任务”.

典型调用

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//获取 Rectangle 的对象，并调用它的 draw 方法
Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");

//调用 Rectangle 的 draw 方法
shape2.draw();

抽象工厂

抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是围绕一个超级工厂创建其他工厂。该超级工厂又称为其他工厂的工厂。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
按照工厂的方式，只提炼干货

看起来负责，真正的内容只是AbstractFactory的实现部分，这里个工厂返回的是工厂，所以抽象工厂其实更适合称之为“双层工厂”
代码样例：第一层

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public class FactoryProducer {
   public static AbstractFactory getFactory(String choice){
      if(choice.equalsIgnoreCase("SHAPE")){
         return new ShapeFactory();
      } else if(choice.equalsIgnoreCase("COLOR")){
         return new ColorFactory();
      }
      return null;
   }
}

第二层(就是普通工厂)

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public Shape getShape(String shapeType){
      if(shapeType == null){
         return null;
      }       
      if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
         return new Circle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
         return new Rectangle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
         return new Square();
      }
      return null;
   }

典型调用:

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AbstractFactory shapeFactory = FactoryProducer.getFactory("SHAPE");

     //获取形状为 Circle 的对象
     Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");

     //调用 Circle 的 draw 方法
     shape1.draw();

单例

这个没太多可以看的，就是创建对象。
这个对象特殊之处在于全局就一个实例，这里暗坑比较多，最好的方法，使用时直接copy过来模板就行了。

java而言就是，静态内部类，多线程安全，代码简洁，最保险版本

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public class Singleton {  
    private static class SingletonHolder {  
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
    }  
    private Singleton (){}  
    public static final Singleton getInstance() {  
    return SingletonHolder.INSTANCE;  
    }  
}

原型

利用已有的一个原型对象，快速地生成和原型对象一样的实例。
原型模式是通过拷贝一个现有对象生成新对象的。浅拷贝实现 Cloneable，重写，深拷贝是通过实现 Serializable 读取二进制流。
典型应用

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public Object clone() {
     Object clone = null;
     try {
        clone = super.clone();
     } catch (CloneNotSupportedException e) {
        e.printStackTrace();
     }
     return clone;
  }

建造者

建造者模式（Builder Pattern）使用多个简单的对象一步一步构建成一个复杂的对象。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
一个 Builder 类会一步一步构造最终的对象。该 Builder 类是独立于其他对象的。
注意事项：与工厂模式的区别是：建造者模式更加关注与零件装配的顺序。

最核心的是builder和dirctor
director

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class Director
{
    private Builder builder;
    public Director(Builder builder)
    {
        this.builder=builder;
    }
    //产品构建与组装方法
    public Product construct()
    {
        builder.buildPartA();
        builder.buildPartB();
        builder.buildPartC();
        return builder.getResult();
    }
}

builder

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abstract class Builder
{
    //创建产品对象
    protected Product product=new Product();
    public abstract void buildPartA();
    public abstract void buildPartB();
    public abstract void buildPartC();
    //返回产品对象
    public Product getResult()
    {
        return product;
    }
}

典型调用：

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public static void main(String[] args)
   {
       Builder builder=new ConcreteBuilder();
       Director director=new Director(builder);
       Product product=director.construct();
       product.show();
   }

可以看出，直接返回product的是Director，但实际是通过Director内部持有的builder返回。
Director通过定义builder方法的不同执行流对过程进行多态（如果需要不同的流程则新定义Director重写）
builder通过对相同执行流程的不同具体实现进行多态（也就是相同执行流不同具体实现则定义builder重写）
例如：
高端车：加工-上漆-装轮胎-洗车（水洗）
一般车: 加工-装轮胎-上漆-洗车（酒精洗）
流程的不同通过不同Director实现。执行的细节不同通过builder实现。
其本质上是一种动作拆分方法Or功能拆分方法，虽然实际用作建造者场景比较少，但后续其他设计模式基本都是类似套路。本质上就是动作拆分，拆分给不同的对象，然后需要重修修改时，只需要在合适的层次重写另一个对象就行了（避免了对旧对象的改动）。

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