Java創建型模式

在軟件工程中，創建型模式是處理對象創建的設計模式，試圖根據實際情況使用合適的方式創建對象。基本的對象創建方式可能會導致設計上的問題，或增加設計的復雜度。創建型模式通過以某種方式控制對象的創建來解決問題。

創建型模式由兩個主導思想構成。一是將系統使用的具體類封裝起來，二是隱藏這些具體類的實例創建和結合的方式。

創建型模式又分為對象創建型模式和類創建型模式。對象創建型模式處理對象的創建，類創建型模式處理類的創建。詳細地說，對象創建型模式把對象創建的一部分推遲到另一個對象中，而類創建型模式將它對象的創建推遲到子類中。

創建型模式旨在將系統與它的對象創建、結合、表示的方式分離。這些設計模式在對象創建的類型、主體、方式、時間等方面提高了系統的靈活性。

創建型模式的特點和分類

創建型模式的主要關注點是“怎樣創建對象?”，它的主要特點是“將對象的創建與使用分離”。這樣可以降低系統的耦合度，使用者不需要關注對象的創建細節，對象的創建由相關的工廠來完成。就像我們去商場購買商品時，不需要知道商品是怎么生產出來一樣，因為它們由專門的廠商生產。

創建型模式分為以下幾種。

單例(Singleton)模式：某個類只能生成一個實例，該類提供了一個全局訪問點供外部獲取該實例，其拓展是有限多例模式。

原型(Prototype)模式：將一個對象作為原型，通過對其進行復制而克隆出多個和原型類似的新實例。

工廠方法(FactoryMethod)模式：定義一個用于創建產品的接口，由子類決定生產什么產品。

抽象工廠(AbstractFactory)模式：提供一個創建產品族的接口，其每個子類可以生產一系列相關的產品。

建造者(Builder)模式：將一個復雜對象分解成多個相對簡單的部分，然后根據不同需要分別創建它們，最后構建成該復雜對象。

以上 5 種創建型模式，除了工廠方法模式屬于類創建型模式，其他的全部屬于對象創建型模式，我們將在之后的教程中詳細地介紹它們的特點、結構與應用。

使用

現代軟件工程更加依賴對象的組合，而不是類的繼承，強調從硬編碼的行為轉變到定義一組基本行為來組合成復雜的行為。硬編碼的行為不夠靈活，因為如果想要改變設計的一部分，需要通過重寫或者重新實現才能完成。另外，硬編碼沒有提高重用性，而且難以跟蹤錯誤。由于這些原因，創建型模式比硬編碼的行為更有用。創建型模式使設計變得更靈活，提供了不同的方式，從代碼中移除了對需要實例化的具體類的引用。換句話說，這些模式增強了對象和類之間的獨立性。

在以下情況中，可以考慮應用創建型模式：

? 一個系統需要和它的對象和產品的創建相互獨立。

? 一組相關的對象被設計為一起使用。

? 隱藏一個類庫的具體實現，僅暴露它們的接口。

? 創建獨立復雜對象的不同表示。

? 一個類希望它的子類實現它所創建的對象。

? 類的實例化在運行時才指定。

? 一個類只能有一個實例，而且這個實例能在任何時候訪問到。

? 實例應該能在不修改的情況下具有可擴展性。

舉例

創建型設計模式的一些例子如下：

? 抽象工廠模式，提供一個創建相關或依賴對象的接口，而不指定對象的具體類。

? 工廠方法模式，允許一個類的實例化推遲到子類中進行。

? 生成器模式，將一個復雜對象的創建與它的表示分離，使同樣的創建過程可以創建不同的表示。

? 延遲初始化模式，將對象的創建，某個值的計算，或者其他代價較高的過程推遲到它第一次需要時進行。

? 對象池模式，通過回收不再使用的對象，避免創建和銷毀對象時代價高昂的獲取和釋放資源的過程。

? 原型模式，使用原型實例指定要創建的對象類型，通過復制原型創建新的對象。

? 單例模式，保證一個類只有一個實例，并且提供對這個實例的全局訪問方式。