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设计模式之创建型模式

简约的理解创建型模式就是和创建对象相关的设计模式,它主要包含了6种设计模式：

1) 单例模式

2) 建造者模式

3) 原型模式

4) 简单工厂模式

5) 工厂方法模式

6) 抽象工厂模式

1、单例模式(Singleton)

定义：确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例.

UML类图:

其中Client——高层客户端;Singleton——单例类

实现单例模式的几个关键点：

1) 构造函数不对外开放,一般为private

2) 通过一个静态方法或者枚举返回单例类对象

3) 确保单例类对象只有一个

4) 确保单例类对象在反序列化时不会重新构建对象.

单例模式实现方法

实现单例模式有饿汉单例模式、懒汉单例模式、DCL实现单例、静态内部类单例模式、枚举单例、容器实现单例模式.

饿汉单例模式：在类中声明一个静态对象并初始化,对外开放一个静态方法用于返回该静态对象,以此实现单例模式.

/**  * 饿汉单例模式  */ publicclassSingleton{ //创建静态对象并初始化 privatestaticfinal Singleton singleton =newSingleton(); privateSingleton(){   } //对外开发的方法,并返回静态对象 publicstaticSingletongetInstance(){ returnsingleton;  } }

懒汉单例模式：在类中声明一个静态对象,并且在用户第一次调用getInstance()方法时才对其进行初始化.这里和饿汉单例模式的区别就在于单例对象创建的时间不同.其优点在于只有在使用时才会被实例化;其缺点就是第一次加载时需要及时实例化,反应稍慢,最大的问题就是每次调用getInstance方式都需要进行同步.

/**  * 懒汉单例模式  */ publicclassSingleton{  privatestaticSingleton singleton; privateSingleton(){   } /**  * 若单例类对象为空,即第一次调用getInstance方法,则先创建再返回;若单例对象已经创建过了,那么直接返回  * @return  */ publicstaticsynchronized SingletongetInstance(){ if(singleton==null){  singleton = newSingleton();  } returnsingleton;  } }

Double Check Lock（DCL）实现单例: DCL方式实现单例模式的优点就是即能够在需要时才初始化单例,又能够保证线程安全,且单例对象初始化都调用getInstance不进行同步锁.

具体为在getInstance方法中采用两层判断:第一层判断是为了避免不必要的同步;第二层的判断则是为了在null的情况下创建实例.

/**  * 单例模式  */ publicclassSingleton{ //(1) //private static Singleton singleton = null; //(2)在多线程环境下,(1)的语句就会出现问题,所以在JDK1.5之后,可以为变量加上一个关键字“volatile”来保证每次读取变量的值时,读取到的数据都是最新的. privatevolatilestaticSingleton singleton =null; privateSingleton(){   } publicstaticSingletongetInstance(){ if(singleton==null){  synchronized (Singleton.class) { if(singleton ==null){  singleton = newSingleton();  }  }  } returnsingleton;  } }

静态内部类单例模式：这种方式不仅保证线程安全,也能够保证单例对象的唯一性,同时也延迟了单例的实例化.

privateSingleton(){  } publicstaticSingletongetInstace(){ returnSingletonHolder.sInstance; } //静态内部类 privatestaticclassSingletonHolder{ privatestaticfinalSingleton sInstance =newSingleton(); }

2、建造者模式(Builder)

定义：将一个复杂对象的构建和它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示.

使用场景：

1) 相同的方法不同的执行顺序,产生不同的事件结果;

2) 多个部件或者零件,都可以装配到一个对象中,但是产生的运行结果又不相同时;

3) 当初始化一个对象特别复杂,如参数多,且很多参数都具有默认值时.

UML类图：

1) Product产品类——产品的抽象类;

2) Builder——抽象Builder类,规范产品的组建,一般由子类实现具体的组建过程;

3) ConcreteBuilder——具体的Builder类,实现产品每个组件的建造过程.

4) Director——统一组装过程(在平时使用时,通常不要这个类)

优点：良好的封装性,使用建造者模式可以使客户端不必知道产品内部组成的细节.易扩展

建造者模式实现

/**  * 抽象Builder类,定义产品的组建步骤(如需要哪些组件)  */ publicabstractclassBuilder{ publicabstractvoidbuildeWheel(String wheel); publicabstractvoidbuildeEngine(String engine); publicabstractvoidbuildeExterior(String exterior); publicabstractvoidbuildBrand(); publicabstractCarcreate(); } /**  * 抽象产品类  */ publicabstractclassCar{ protectedString mWheel; protectedString mEngine; protectedString mExterior; protectedString mBrand; protectedCar(){   } publicabstractvoidsetmBrand(); //省略setter和getter @Override publicStringtoString(){ // TODO Auto-generated method stub return"Car [mWheel="+ mWheel +", mEngine="+mEngine +", mExterior="+ mExterior+", mBrand="+ mBrand +"]";  }  } /**  * 具体产品类  */ publicclassBMWCarextendsCar{  @Override publicvoidsetmBrand(){ // TODO Auto-generated method stub  mBrand = "BMW x1";  } }  /**  * 具体Builder类  */ publicclassBMWCarBuilderextendsBuilder{ privateCar car =newBMWCar(); @Override publicvoidbuildeWheel(String wheel){ // TODO Auto-generated method stub  car.setmWheel(wheel);  }  @Override publicvoidbuildeEngine(String engine){ // TODO Auto-generated method stub  car.setmEngine(engine);  }  @Override publicvoidbuildeExterior(String exterior){ // TODO Auto-generated method stub  car.setmExterior(exterior);  }  @Override publicvoidbuildBrand(){ // TODO Auto-generated method stub  car.setmBrand();  }  @Override publicCarcreate(){ // TODO Auto-generated method stub returncar;  } }  /**  * 指导者类  */ publicclassDirector{  Builder mBuilder = null; publicDirector(Builder builder){  mBuilder = builder;  } //构建对象 publicvoidconstruct(String wheel,String engine,String extrior){  mBuilder.buildeWheel(wheel);  mBuilder.buildeEngine(engine);  mBuilder.buildeExterior(extrior);  } } //使用 publicclassMain{ publicstaticvoidmain(String[] args){  Builder builder = newBMWCarBuilder(); //builder.create().setmWheel("日产");  Director d = newDirector(builder);  d.construct("","","");//传入参数  } }