Factory Method（工廠方法）
1 應(yīng)用場(chǎng)景
在軟件系統(tǒng)中，經(jīng)常面臨著創(chuàng)建對(duì)象的工作；由于需求的變化，需要?jiǎng)?chuàng)建的對(duì)象的具體類型經(jīng)常變化。
2 定義與解釋
定義一個(gè)用于創(chuàng)建對(duì)象的接口，讓子類決定具體實(shí)例化哪個(gè)類。 Factory Method是的一個(gè)類的實(shí)例化延遲到子類。 （目的是解耦，手段是虛函數(shù)）
考慮之前在學(xué)習(xí)觀察者模式的文件分割器例子，通常來(lái)講，我們很可能寫出這樣的代碼：
BinarySplitter * splitter= new BinarySplitter();//依賴具體類
聲明一個(gè)文件分割器的對(duì)象，接下來(lái)再使用它。 但實(shí)際上這是不符合”面向接口編程”的，它直接的使用了BinarySplitter具體類進(jìn)行編程。 我們可能會(huì)有二進(jìn)制分割器，文本分割器，視頻分割器等等。 那我們接下來(lái)就會(huì)想到，使用一個(gè)抽象類接口，然而這樣只能部分地消除依賴：
ISplitter * splitter = //不再依賴具體類
new BinarySplitter();//仍然依賴具體類，BinarySplitter不存在時(shí)無(wú)法編譯通過(guò)
在這種情況下，只要有依賴就仍然做不到解耦。 而后邊又無(wú)法搞成接口類，（接口類無(wú)法執(zhí)行new操作）。 這就引入了工廠方法，這是面向接口編程的第一步需求。
工廠方法就是用一個(gè)函數(shù)來(lái)代替new操作，這個(gè)函數(shù)要能夠產(chǎn)生各種不同的分割器，我們就又想到了虛函數(shù)（虛函數(shù)和繼承機(jī)制是延遲決定的唯一方法），如下圖工廠方法的具體代碼，不同的工廠產(chǎn)生不同的分割器：
class SplitterFactory{
public:
virtual ISplitter* CreateSplitter()=0;
virtual ~SplitterFactory(){}
};
//具體工廠
class BinarySplitterFactory: public SplitterFactory{
public:
virtual ISplitter* CreateSplitter(){
return new BinarySplitter();
}
};
class TxtSplitterFactory: public SplitterFactory{
public:
virtual ISplitter* CreateSplitter(){
return new TxtSplitter();
}
};
在使用這個(gè)分割器的時(shí)候，如下面的MFC中的例子：
{
SplitterFactory* factory;//工廠
public:
MainForm(SplitterFactory* factory){ //利用傳入?yún)?shù)來(lái)決定用什么文件分割器，這就把"變化"的范圍限制在MainForm之外了
this->factory=factory;
}
? ? void Button1_Click(){
? ? ISplitter * splitter=
factory->CreateSplitter(); //創(chuàng)造性的做出了一個(gè)多態(tài)的new
splitter->split();
? ? }
};
Abstract Factory（抽象工廠）
1 應(yīng)用場(chǎng)景
在軟件系統(tǒng)中，經(jīng)常面臨著創(chuàng)建”一系列相互依賴的對(duì)象”（和上邊的唯一不同就是一系列相互依賴）的工作；由于需求的變化，需要?jiǎng)?chuàng)建的對(duì)象的具體類型經(jīng)常變化。
2 定義與解釋
提供一個(gè)接口，讓該接口負(fù)責(zé)創(chuàng)建一系列”相關(guān)或相互依賴的對(duì)象” ，無(wú)需指定它們具體的類。
考慮在軟件的層次架構(gòu)中的數(shù)據(jù)訪問(wèn)層，需要訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)。 現(xiàn)在使用的是SQL的數(shù)據(jù)庫(kù)，但是以后有可能會(huì)使用其他種類的數(shù)據(jù)庫(kù)比如Oracle等。 我們的想法還是進(jìn)行面向接口的編程，應(yīng)用工廠方法之后我們不難寫出如下的接口：
//數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)有關(guān)的基類
class IDBConnection{
};
class IDBConnectionFactory{
public:
virtual IDBConnection* CreateDBConnection()=0;
};
//支持SQL Server
class SqlConnection: public IDBConnection{
};
class SqlConnectionFactory:public IDBConnectionFactory{
};
//支持Oracle
class OracleConnection: public IDBConnection{
};
class OracleConnectionFactory: public IDBConnectionFactory {
};
但是這種情況下，用戶需要手動(dòng)搭配DBConnection，DataReader存在用戶錯(cuò)誤的把不同類型的操作拼到一起的問(wèn)題。
因此我們希望能進(jìn)一步進(jìn)項(xiàng)抽象，提取這些工廠的特質(zhì)，就產(chǎn)生了抽象工廠方法。 其實(shí)更應(yīng)該叫做”家族工廠”“工廠組”之類，它把不同的操作用同一個(gè)工廠類產(chǎn)生，防止了某些用戶錯(cuò)誤地把不同種類的操作混雜在一起（例如SQL的Command配上Oracle的Reader）。
class IDBFactory{
public:
virtual IDBConnection* CreateDBConnection()=0;
virtual IDBCommand* CreateDBCommand()=0;
virtual IDataReader* CreateDataReader()=0;
};
class SqlDBFactory:public IDBFactory{
public:
virtual IDBConnection* CreateDBConnection()=0;
virtual IDBCommand* CreateDBCommand()=0;
virtual IDataReader* CreateDataReader()=0;
};
Prototype（原型）
1 應(yīng)用場(chǎng)景
在軟件系統(tǒng)中，經(jīng)常面臨著創(chuàng)建”某些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的的對(duì)象”的工作；由于需求的變化，需要?jiǎng)?chuàng)建的對(duì)象的具體類型經(jīng)常變化，但是他們卻擁有比較比較一致的接口。
2 定義與解釋
使用一個(gè)原型實(shí)例指定創(chuàng)建對(duì)象的種類，通過(guò)復(fù)制這個(gè)原型創(chuàng)建對(duì)象。
仍然考慮文件分割器，我們類比工廠方法。 原型模式是一種特殊的創(chuàng)建，通過(guò)克隆（復(fù)制構(gòu)造）來(lái)進(jìn)行創(chuàng)建。
//抽象類
class ISplitter{
public:
virtual void split()=0;
virtual ISplitter* clone()=0; //通過(guò)克隆自己來(lái)創(chuàng)建對(duì)象
virtual ~ISplitter(){}
};
//具體類，直接利用拷貝構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行配置
class BinarySplitter : public ISplitter{
public:
virtual ISplitter* clone(){
return new BinarySplitter(*this);
}
};
但是這種情況下，用戶需要手動(dòng)搭配DBConnection，DataReader存在用戶錯(cuò)誤的把不同類型的操作拼到一起的問(wèn)題。
在使用這個(gè)抽象的時(shí)候，如下面的例子。 必須強(qiáng)調(diào)原型對(duì)象盡管已經(jīng)存在了，但是它不是用來(lái)更改的，只能用來(lái)復(fù)制。 （否則不同的操作之間就可能產(chǎn)生影響，相當(dāng)于原型有了初值。 ）
class MainForm : public Form
{
ISplitter* prototype;//原型對(duì)象
public:
MainForm(ISplitter* prototype){
this->prototype=prototype; //讓原型對(duì)象指向傳過(guò)來(lái)的原型
}
? ? void Button1_Click(){
? ? ISplitter * splitter=
prototype->clone(); //克隆原型
splitter->split();
}
上課內(nèi)容摘要
A. 工廠模式(Factory Method)
動(dòng)機(jī)在軟件系統(tǒng)中，經(jīng)常面臨著創(chuàng)建對(duì)象的工作；由于需求的變化，需要?jiǎng)?chuàng)建的對(duì)象的具體類型經(jīng)常變化。 如何應(yīng)對(duì)這種變化？ 如何繞過(guò)常規(guī)的對(duì)象創(chuàng)建方法(new)，提供一種“封裝機(jī)制”來(lái)避免客戶程序和這種“具體對(duì)象創(chuàng)建工作”的緊耦合？
模式定義
結(jié)構(gòu)
要點(diǎn)總結(jié)
B. 抽象工廠(Abstract Factory)
動(dòng)機(jī)在軟件系統(tǒng)中，經(jīng)常面臨著“一系列相互依賴的對(duì)象”的創(chuàng)建工作；同時(shí)，由于需求的變化，往往存在更多系列對(duì)象的創(chuàng)建工作。 如何應(yīng)對(duì)這種變化？ 如何繞過(guò)常規(guī)的對(duì)象創(chuàng)建方法(new)，提供一種“封裝機(jī)制”來(lái)避免客戶程序和這種“多系列具體對(duì)象創(chuàng)建工作”的緊耦合？
模式定義
結(jié)構(gòu)
要點(diǎn)總結(jié)
C. 原型模式(Prototype)
動(dòng)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(duì)象”的創(chuàng)建工作；由于需求的變化，這些對(duì)象經(jīng)常面臨著劇烈的變化，但是它們卻擁有比較穩(wěn)定一致的接口。 如何應(yīng)對(duì)這種變化？ 如何向“客戶程序(使用這些對(duì)象的程序)”隔離出“這些易變對(duì)象”，從而使得“依賴這些易變對(duì)象的客戶程序”不隨著需求改變而改變？
模式定義
結(jié)構(gòu)
要點(diǎn)總結(jié)
D. 構(gòu)建器(Builder)
動(dòng)機(jī)在軟件系統(tǒng)中，有時(shí)候面臨著“一個(gè)復(fù)雜對(duì)象”的創(chuàng)建工作其通常由各個(gè)部分的子對(duì)象用一定的算法構(gòu)成；由于需求的變化，這個(gè)復(fù)雜對(duì)象的各個(gè)部分經(jīng)常面臨著劇烈的變化，但是它們組合在一起的算法卻相對(duì)穩(wěn)定。 如何應(yīng)對(duì)這種變化？ 如何提供一種“封裝機(jī)制”來(lái)隔離出“復(fù)雜對(duì)象的各個(gè)部分”的變化，從而保持系統(tǒng)中的“穩(wěn)定構(gòu)建算法”不隨著需求改變而改變？
模式定義
結(jié)構(gòu)
要點(diǎn)總結(jié)
“接口隔離”模式
在組件構(gòu)建過(guò)程中，某些接口之間直接的依賴常常會(huì)帶來(lái)很多問(wèn)題，甚至根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。 采用添加一層間接(穩(wěn)定)接口，來(lái)隔離本來(lái)互相緊密關(guān)聯(lián)的接口是一種常見的解決方案。
A. 門面模式(Facade)
動(dòng)機(jī)組件的客戶和組件中各種復(fù)雜的子系統(tǒng)有了過(guò)多的耦合，隨著外部客戶程序和各子系統(tǒng)的演化，這種過(guò)多的耦合面臨很多變化的挑戰(zhàn)。 如何簡(jiǎn)化外部客戶程序和系統(tǒng)間的交互接口？ 如何將外部客戶程序的演化和內(nèi)部子系統(tǒng)的變化之間的依賴相互解耦？
模式定義
結(jié)構(gòu)
要點(diǎn)總結(jié)
B. 代理模式(Proxy)
動(dòng)機(jī)在面向?qū)ο笙到y(tǒng)中，有些對(duì)象由于某種原因(比如對(duì)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(wèn)等），直接訪問(wèn)會(huì)給使用者、或者系統(tǒng)結(jié)構(gòu)帶來(lái)很多麻煩。 如何在不失去透明要求操作對(duì)象的同時(shí)來(lái)管理/控制這些對(duì)象特有的復(fù)雜性？ 增加一層間接層是軟件開發(fā)中常見的解決方式。
模式定義
結(jié)構(gòu)
要點(diǎn)總結(jié)
C. 適配器(Adapter)
動(dòng)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(duì)象”放在新的環(huán)境中應(yīng)用，但是新環(huán)境要求的接口是這些現(xiàn)存對(duì)象所不滿足的。 如何應(yīng)對(duì)這種“遷移的變化”？ 如何既能利用現(xiàn)有對(duì)象的良好實(shí)現(xiàn)，同時(shí)又能滿足新的應(yīng)用環(huán)境所要求的接口？
模式定義
結(jié)構(gòu)
要點(diǎn)總結(jié)
D. 中介者(Mediator)
-動(dòng)機(jī)在軟件構(gòu)建過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)多個(gè)對(duì)象互相關(guān)聯(lián)交互的情況，對(duì)象之間常常會(huì)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。 這種情況下，我們可使用一個(gè)“中介對(duì)象”來(lái)管理對(duì)象間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，避免相互交互的對(duì)象之間的緊耦合引用關(guān)系，從而更好地抵御變化。
模式定義
結(jié)構(gòu)
