5.對象創(chuàng)建

• 通過“對象創(chuàng)建”模式繞開new，來避免對象創(chuàng)建(new)過程中所導(dǎo)致的緊耦合（依賴具體類），從而支持對象創(chuàng)建的穩(wěn)定，他是接口抽象之后的第一步工作。
• 典型模式
  • Factory Method
  • Abstract Factory
  • Prototype
  • Builder

Factory Method

動機(jī)

• 在軟件系統(tǒng)中，經(jīng)常面臨創(chuàng)建對象的工作，由于需求的變化，需要創(chuàng)建的對象的具體類型經(jīng)常變化。
• 定義一個創(chuàng)建對象的接口，讓子類決定實(shí)例化哪一個類。Factory Method使得一個類的實(shí)例化延遲（目的：解耦，手段：虛函數(shù)）。

結(jié)構(gòu)

要點(diǎn)總結(jié)

• Factory Method模式用于隔離類對對象的使用者和具體類型之間的耦合關(guān)系。面對經(jīng)常變化的具體類型，緊耦合關(guān)系（new）會導(dǎo)致軟件的脆弱。
• Factory Method模式通過面向?qū)ο蟮氖址?，將所要?chuàng)建的具體對象工作延遲到子類，從而實(shí)現(xiàn)一種擴(kuò)展（而非更改）的策略，較好的解決了緊耦合關(guān)系。
• Factory Method模式解決“單個對象”的需求變化。缺點(diǎn)在于要求創(chuàng)建方法/參數(shù)相同。

Abstract Factory

動機(jī)

• 在軟件系統(tǒng)中，經(jīng)常面臨著“一系列相互依賴的對象”的創(chuàng)建工作，同時，由于需求的變化，往往存在更多系列對象的創(chuàng)建工作。
• 提供一個借口，讓該接口負(fù)責(zé)創(chuàng)建一系列“現(xiàn)骨干或者相互依賴的對象”，無需指定他們具體的類。

結(jié)構(gòu)

要點(diǎn)總結(jié)

• 如果沒有應(yīng)對“多系列對象構(gòu)建”的需求變化，則使用Factory Method就足夠了。
• “系列對象”指的是在某一特定系列下的對象之間有相互依賴或作用的關(guān)系。不同系列的對象之間不能相互依賴。
• Abstract Factory模式主要在于應(yīng)對“新系列”的需求變動（可以擴(kuò)展一個系列），其缺點(diǎn)在于難以應(yīng)對“新對象”的需求變動（某個已有系列需要增加新的對象）。
• 設(shè)計(jì)模式主要解決穩(wěn)定中有變化的情況，如果在兩個極端情況，一是所有地方都有變化，二是所有地方都不變化，那么就根本沒有必要使用設(shè)計(jì)模式了。
• 綜上所看，可以說Factory Method是Abstract Factory的一個特例，所以可以統(tǒng)稱為Factory模式。

Prototype

動機(jī)

• 在軟件系統(tǒng)中，經(jīng)常面臨著“某些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的對象”的創(chuàng)建工作；由于需求的變化，這些對象經(jīng)常面臨著劇烈的變化，但是他們卻擁有比較穩(wěn)定一致的接口。
• 使用原型實(shí)例制定創(chuàng)建對象的種類，然后通過拷貝（深克隆）這些原型來創(chuàng)建新的對象。
• 和工廠模式不同，它主要能夠解決工廠模式要求創(chuàng)建方法/參數(shù)相同的問題，尤其適應(yīng)“某些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的對象”的創(chuàng)建工作。

結(jié)構(gòu)

要點(diǎn)總結(jié)

• Prototype模式同樣用于隔離類對象的使用者和具體類型（易變類）之間的耦合。同樣要求這些“易變類”擁有“穩(wěn)定的接口”。
• Prototype模式對于“如何創(chuàng)建易變類的實(shí)體對象”曹勇“原型克隆”的方法來做，它使得我們可以非常靈活得動態(tài)創(chuàng)建“某些穩(wěn)定接口”的新對象————所需工作僅僅是注冊一個新類的對象，然后在任何需要的地方Clone。
• Prototype模式中的Clone方法可以利用某些框架中的序列化來實(shí)現(xiàn)深拷貝（C++使用拷貝構(gòu)造函數(shù)即可）。

Builder

動機(jī)

• 在軟件系統(tǒng)中，經(jīng)常面臨著“一個復(fù)雜對象”的創(chuàng)建工作，其通常由各個部分的子對象用一定的算法構(gòu)成；由于需求的變化，這個負(fù)責(zé)對象的各個部分經(jīng)常面臨著劇烈的變化，但是將他們組合在一起的算法卻相對穩(wěn)定。
• 將一個復(fù)雜對象的構(gòu)建與其表示相分離，使得同樣的構(gòu)建過程（穩(wěn)定）可以創(chuàng)建不同的表示（變化）。

結(jié)構(gòu)

要點(diǎn)總結(jié)

• Builder模式主要用于“分步驟構(gòu)建一個負(fù)責(zé)的對象”。在這其中，“分步驟”是一個穩(wěn)定的算法，而復(fù)雜對象的各個部分則經(jīng)常變化。
• 變化點(diǎn)在哪里，封裝到哪里————Builder模式主要在于對應(yīng)“復(fù)雜對象各個部分”的頻繁需求變動。缺點(diǎn)在于難以應(yīng)對“分步驟構(gòu)建算法”的需求變動。
• 在Builder模式中，要注意不同語言中構(gòu)造器內(nèi)調(diào)用虛函數(shù)的差別。

6.接口隔離

• 在組件構(gòu)建過程中，某些接口之間直接的依賴常常會帶來很多問題、甚至根本無法實(shí)現(xiàn)。采用添加一層間接（穩(wěn)定）接口，來隔離本來互相緊密關(guān)聯(lián)的接口。
• 典型模式
  • Facade
  • Proxy
  • Adapter
  • Mediator

Facade

動機(jī)

• 上圖A方案的問題在于組件的客戶和組件中各種復(fù)雜的子系統(tǒng)有了過多的耦合，隨著外部客戶程序和各子系統(tǒng)的演化（變化），這種過多的耦合面臨很多變化的挑戰(zhàn)。
• 為子系統(tǒng)中的一組接口提供一個一致（穩(wěn)定）的界面，F(xiàn)acade模式定義了一個高層接口，這個接口使得這一子系統(tǒng)更加容易使用（復(fù)用）。

結(jié)構(gòu)

• 更多的體現(xiàn)的是一種設(shè)計(jì)原則和思想。關(guān)鍵在于子系統(tǒng)內(nèi)外部的解耦。

  
  

要點(diǎn)總結(jié)

• 從客戶程序的角度來看，F(xiàn)acade模式簡化了整個組件系統(tǒng)的接口，對于組件內(nèi)部與外部客戶程序來說，達(dá)到了“解耦”的效果————子系統(tǒng)內(nèi)部的任何變化不會影響到Facade接口的變化。
• Facade設(shè)計(jì)模式更注重從架構(gòu)的層次去看整個系統(tǒng)，而不是單個類的層次。Facade很多時候更是一種架構(gòu)設(shè)計(jì)模式。
• Facade設(shè)計(jì)模式并非一個集裝箱，可以任意地放進(jìn)任何多個對象。Facade模式中組件的內(nèi)部應(yīng)該是“相互耦合關(guān)系比較大的一系列組件”，而不是一個簡單的功能集合。

Proxy

動機(jī)

• 在面向?qū)ο笙到y(tǒng)中，有些對象由于某種原因（比如對象創(chuàng)建的開銷很大，或者某些操作需要安全控制，或者需要進(jìn)程外的訪問），直接的訪問會給使用者、或者系統(tǒng)結(jié)構(gòu)帶來很多麻煩。如何在不是去透明操作對象的同事來管理/控制這些對象特有的負(fù)載型？
• 為其他對象提供一種代理以控制（隔離，使用接口）對這個對象的訪問。

結(jié)構(gòu)

要點(diǎn)總結(jié)

• “增加一層間接層”是軟件系統(tǒng)中對許多復(fù)雜問題的一種常見的解決方法。在面向?qū)ο笙到y(tǒng)中，直接使用某些對象會帶來很多問題，作為間接層的Proxy對象便是解決這一問題的常用手段。
• 具體的proxy設(shè)計(jì)模式的實(shí)現(xiàn)方法、實(shí)現(xiàn)粒度都相差很大，有些可能對單個對象做細(xì)粒度的控制，如copy-on-write技術(shù)，有些可能對組件模塊提供抽象代理層，在架構(gòu)層次對對象做Proxy。
• Proxy并不一定要求保持接口完整的一致性，只要能夠?qū)崿F(xiàn)間接控制，有時候損及一些透明性是可以接受的。

Adapter

動機(jī)

• 在軟件系統(tǒng)中，由于應(yīng)用環(huán)境的變化，常常需要將“一些現(xiàn)存的對象”放在新的環(huán)境中使用，但是新環(huán)境要求的接口是這些現(xiàn)存對象所不滿足的。
• 將一個類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另一個接口。Adapter模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類可以一起工作。

結(jié)構(gòu)

要點(diǎn)總結(jié)

• Adapter模式主要應(yīng)用于“希望復(fù)用一些實(shí)現(xiàn)的類，但是接口又與復(fù)用環(huán)境要求不一致的情況”，在遺留代碼復(fù)用和類庫遷移時非常有用。
• GOF23 定義了兩種Adapter模式的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)：
  • 對象適配器

    class Adapter: public ITarget{
                    IAdaptee* pAdaptee; //非常靈活
                        ...
                    }
    

    • 非常靈活，pAdaptee可以指向任何可具體的實(shí)現(xiàn)類。
  • 類適配器

    class Adapter: public ITarget, //共有接口
                    protected IAdaptee{ //多繼承，實(shí)現(xiàn)繼承
                        ...
                    }
    

    • 不是很好，有局限性，如果IAdaptee僅僅是個接口，沒有實(shí)現(xiàn)，如果換做具體類，那就沒有了靈活性，一般不推薦使用。C++中可以，但是在JAVA等語言中不支持。
• Adapter模式可以實(shí)現(xiàn)的非常靈活，不必拘泥于GOF23中定義的兩種結(jié)構(gòu)。

Mediator

動機(jī)

• 在軟件構(gòu)建過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)多個對象互相關(guān)聯(lián)交互的情況，對象之間常常會維持一種復(fù)雜的引用關(guān)系，如果遇到一些需求的更改，這種直接的引用關(guān)系將面臨不斷的變化。
• 用一個中介對象來封裝（封裝變化）一系列的對象交互。中介者使各對象不需要顯式的相互引用（編譯時依賴to運(yùn)行時依賴），從而使其耦合松散（管理變化），而且可以獨(dú)立的改變他們之間的交互。

結(jié)構(gòu)

要點(diǎn)總結(jié)

• 將多個對象間復(fù)雜的關(guān)系關(guān)系解耦，Mediator模式將多個對象間的控制邏輯進(jìn)行集中管理，變“多個對象互相關(guān)聯(lián)”為“多個對象和一個中介者關(guān)聯(lián)”，簡化了系統(tǒng)的維護(hù)，抵御了可能的變化。
• 隨著控制邏輯的復(fù)雜化，Mediator具體對象的實(shí)現(xiàn)可能相當(dāng)復(fù)雜（復(fù)雜的消息機(jī)制）。這時候可以對Mediator對象進(jìn)行分解處理。
• Facade模式是解耦系統(tǒng)間（單向）的對象關(guān)聯(lián)關(guān)系；Mediator模式是解耦系統(tǒng)內(nèi)部各個對象之間（雙向）的關(guān)聯(lián)關(guān)系。