第六章第二節 可維護的設計模式

Outline

• 創造性模式：Creational patterns
  • 工廠模式（Factory Pattern）
  • 抽象工廠模式（Abstract Factory Pattern）
  • 建造者模式（Builder Pattern）
• 結構化模式：Structural patterns
  • 橋接模式（Bridge Pattern）
  • 代理模式（Proxy Pattern）
  • 組合模式（Composite Pattern）
• 行為化模式：Behavioral patterns
  • 中介者模式（Mediator Pattern）
  • 觀察者模式（Observer Pattern）
  • 訪問者模式（Visitor Pattern）
  • 責任鏈模式（Chain of Responsibility Pattern）
  • 命令模式（Command Pattern）

Notes：

## 創造性模式：Creational patterns

【工廠模式（Factory Pattern）】

• 定義：工廠方法模式也被稱為虛擬構造器。當client不知道要創建哪個具體類的實例，或者不想在client代碼中指明要具體創建的實例時，用工廠方法。
• 意圖：定義一個用於創建對象的接口，讓其子類來決定實例化哪一個類，從而使一個類的實例化延遲到其子類。
• 主要解決：主要解決接口選擇的問題。
• 應用實例： 您需要一輛汽車，可以直接從工廠裏面提貨，而不用去管這輛汽車是怎麽做出來的，以及這個汽車裏面的具體實現。
• 優點：
  • 一個調用者想創建一個對象，只要知道其名稱就可以了。
  • 擴展性高，如果想增加一個產品，只要擴展一個工廠類就可以。
  • 屏蔽產品的具體實現，調用者只關心產品的接口。
• 缺點：每次增加一個產品時，都需要增加一個具體類和對象實現工廠，使得系統中類的個數成倍增加，在一定程度上增加了系統的復雜度，同時也增加了系統具體類的依賴。這並不是什麽好事。
• 滿足OCP（Open-Closed Principle）：—對擴展的開放，對修改已有代碼的封閉
• 模式：

• 例子：

非靜態方法：

靜態方法：

【抽象工廠模式（Abstract Factory）】

• 定義：抽象工廠模式（Abstract Factory Pattern）是圍繞一個超級工廠創建其他工廠。該超級工廠又稱為其他工廠的工廠。
• 在抽象工廠模式中，接口是負責創建一個相關對象的工廠，不需要顯式指定它們的類。每個生成的工廠都能按照工廠模式提供對象。
• 方法：提供接口以創建一組相關/相互依賴的對象，但不需要指明其具體類。
• 用途：系統的產品有多於一個的產品族，而系統只消費其中某一族的產品時使用。例：①當一個UI，包含多個窗口控件，這些控件在不同的OS中實現不同。②當一個倉庫類，要控制多個設備，這些設備的制造商各有不同，控制接口有差異
• 優點：當一個產品族中的多個對象被設計成一起工作時，它能保證客戶端始終只使用同一個產品族中的對象。
• 缺點：產品族擴展非常困難，要增加一個系列的某一產品，既要在抽象的 Creator 裏加代碼，又要在具體的裏面加代碼。
• 使用場景： 1、QQ 換皮膚，一整套一起換。 2、生成不同操作系統的程序。
• 以下面窗口滾動條為例：

　　客戶端想要一個產品，由窗口和滾動條組成。於是可以交給一個抽象工廠來做，這個工廠負責將產品的組件組裝起來成一個完整的產品。不同的產品繼承這個抽象工廠接口，實現自己的工廠方法。

　　下面是具體的實現

　　抽象工廠類型創建的不是一個完整產品，而是“產品族”（遵循 固定搭配規則的多類產品的實例），得到的結果是：多個不同產品的 object，各產品創建過程對client可見，但“搭配”不能改變。

　　本質上，Abstract Factory是把多類產品的factory method組合在一起。

【建造者模式（Builder Pattern）】

• 定義：建造者模式（Builder Pattern）使用多個簡單的對象一步一步構建成一個復雜的對象。該 Builder 類是獨立於其他對象的。
• 方法：創建復雜對象，包含多個組成部分
• 意圖：將一個復雜的構建與其表示相分離，使得同樣的構建過程可以創建不同的表示。
• 關鍵代碼：建造者：創建和提供實例，導演：管理建造出來的實例的依賴關系。
• 應用實例： 1、去肯德基，漢堡、可樂、薯條、炸雞翅等是不變的，而其組合是經常變化的，生成出所謂的"套餐"。 2、JAVA 中的 StringBuilder。
• 優點： 1、建造者獨立，易擴展。 2、便於控制細節風險。
• 缺點： 1、產品必須有共同點，範圍有限制。 2、如內部變化復雜，會有很多的建造類。
• 模式圖：

• 例子： 我們需要一個Pizza的產品，該Pizza產品的part是以三個屬性的形式體現，其builder就相當於給三個屬性賦值（也可更復雜）。

比較：工廠抽象模式（Factory method）和構造器模式（Builder method）

　　Abstract Factory創建的不是一個完整產品，而是“產品族”（遵循固定搭配規則的多類產品實例），得到的結果是：多個不同產品的實例object，各產品創建過程對client可見，但“搭配”不能改變。

　　Builder Factory創建的是一個完整的產品，有多個部分組成，client不需了解每個部分是怎麽創建、各個部分怎麽組合，最終得到一個產品的完整 object 。

比較：模板方法模式（Template method）和構造器模式（Builder method）

• Template Method：a behavioral pattern 目標是為了復用算法的公共結構（次序）。
  • 定義了一個操作中算法的骨架(steps)，而將具體步驟的實現延遲到子類中， 從而復用算法的結構並可重新定義算法某些特定步驟的實現邏輯。
  • 復用算法骨架，強調步驟的次序
  • 子類override算法步驟
• Builder Factory：a creationalpattern 目標是“創建復雜對象”，靈活擴展
  • 將一個復雜對象的構造方法與對象內部的具體表示分離出來，同樣的構造方法可以建立不同的表現。
  • 不強調復雜對象內部各部分的“次序”
  • 子類override復雜對象內部各部分的“創建”
  • 適應變化：通過派生新的builder來構造新的對象（即新的內部表示），OCP

【軟件構造】第六章第二節 可維護的設計模式