創(chuàng)建型模式專題總結（Creational Pattern）
——探索設計模式系列之七 Terrylee，2006年1月 概述 創(chuàng)建型模式，就是用來創(chuàng)建對象的模式，抽象了實例化的過程。它幫助一個系統(tǒng)獨立于如何創(chuàng)建、組合和表示它的那些對象。本文對五種常用創(chuàng)建型模式進行了比較，通過一個游戲開發(fā)場景的例子來說該如何使用創(chuàng)建型模式。 為什么需要創(chuàng)建型模式 所有的創(chuàng)建型模式都有兩個永恒的主旋律：第一，它們都將系統(tǒng)使用哪些具體類的信息封裝起來；第二，它們隱藏了這些類的實例是如何被創(chuàng)建和組織的。外界對于這些對象只知道它們共同的接口，而不清楚其具體的實現細節(jié)。正因如此，創(chuàng)建型模式在創(chuàng)建什么（what），由誰（who）來創(chuàng)建，以及何時（when）創(chuàng)建這些方面，都為軟件設計者提供了盡可能大的靈活性。 假定在一個游戲開發(fā)場景中，會用到一個現代風格房屋的對象，按照我們的一般想法，既然需要對象就創(chuàng)建一個： ModernRoom room = new ModernRoom(); 好了，現在現代風格房屋的對象已經有了，如果這時房屋的風格變化了，需要的是古典風格的房屋，修改一下： ClassicalRoom room = new ClassicalRoom(); 試想一下，在我們的程序中有多少處地方用到了這樣的創(chuàng)建邏輯，而這里僅僅是房屋的風格變化了，就需要修改程序中所有的這樣的語句?，F在我們封裝對象創(chuàng)建的邏輯，把對象的創(chuàng)建放在一個工廠方法中： ModernFactory factory = new ModernFactory(); ModernRoom room = factory.Create(); 當房屋的風格變化時，只需要修改 ClassicalFactory factory = new ClassicalFactory(); ClassicalRoom room = factory.Create(); 而其它的用到room的地方仍然不變。這就是為什么需要創(chuàng)建型模式了。創(chuàng)建者模式作用可以概括為如下兩點： 1．封裝創(chuàng)建邏輯，絕不僅僅是new一個對象那么簡單。 2．封裝創(chuàng)建邏輯變化，客戶代碼盡量不修改，或盡量少修改。 常見的五種創(chuàng)建型模式 單件模式（Singleton Pattern）解決的是實體對象的個數問題，其他的都是解決new所帶來的耦合關系問題。 工廠方法模式（Factory Pattern）在工廠方法中，工廠類成為了抽象類，其實際的創(chuàng)建工作將由其具體子類來完成。工廠方法的用意是定義一個創(chuàng)建產品對象的工廠接口，將實際創(chuàng)建工作推遲到子類中去，強調的是“單個對象”的變化。 抽象工廠模式（Abstract Factory）抽象工廠是所有工廠模式中最為抽象和最具有一般性的一種形態(tài)。抽象工廠可以向客戶提供一個接口，使得客戶可以在不必指定產品的具體類型的情況下，創(chuàng)建多個產品族中的產品對象，強調的是“系列對象”的變化。 生成器模式（Builder Pattern）把構造對象實例的邏輯移到了類的外部，在這個類的外部定義了這個類的構造邏輯。他把一個復雜對象的構造過程從對象的表示中分離出來。其直接效果是將一個復雜的對象簡化為一個比較簡單的目標對象。他強調的是產品的構造過程。 原型模式（Prototype Pattern）和工廠模式一樣，同樣對客戶隱藏了對象創(chuàng)建工作，但是，與通過對一個類進行實例化來構造新對象不同的是，原型模式是通過拷貝一個現有對象生成新對象的。 如何選擇使用創(chuàng)建型模式 繼續(xù)考慮上面提到的游戲開發(fā)場景，假定在這個游戲場景中我們使用到的有墻（Wall），屋子（Room），門（Door）幾個部件。在這個過程中，同樣是對象的創(chuàng)建問題，但是會根據所要解決的問題不同而使用不同的創(chuàng)建型模式。 如果在游戲中，一個屋子只允許有一個門存在，那么這就是一個使用Signleton模式的例子，確保只有一個Door類的實例被創(chuàng)建。解決的是對象創(chuàng)建個數的問題。
示例代碼： using System; public sealed class SigletonDoor { static readonly SigletonDoor instance=new SigletonDoor(); static SigletonDoor() { } public static SigletonDoor Instance { get { return instance; } } } 在游戲中需要創(chuàng)建墻，屋子的實例時，為了避免直接對構造器的調用而實例化類，這時就是工廠方法模式了，每一個部件都有它自己的工廠類。解決的是“單個對象”的需求變化問題。
示例代碼： using System; public abstract class Wall { public abstract void Display(); } public class ModernWall:Wall { public override void Display() { Console.WriteLine("ModernWall Builded"); } } public abstract class WallFactory { public abstract Wall Create(); } public class ModernFactory:WallFactory { public override Wall Create() { return new ModernWall();; } } 在游戲場景中，不可能只有一種墻或屋子，有可能有現代風格（Modern），古典風格（Classical）等多系列風格的部件。這時就是一系列對象的創(chuàng)建問題了，是一個抽象工廠的例子。解決的是“系列對象”的需求變化問題。
示例代碼： using System; public abstract class Wall { public abstract void Display(); } public class ModernWall:Wall { public override void Display() { Console.WriteLine("ModernWall Builded"); } } public class ClassicalWall:Wall { public override void Display() { Console.WriteLine("ClassicalWall Builded"); } } public abstract class Room { public abstract void Display(); } public class ModernRoom:Room { public override void Display() { Console.WriteLine("ModernRoom Builded"); } } public class ClassicalRoom:Room { public override void Display() { Console.WriteLine("ClassicalRoom Builded"); } } public abstract class AbstractFactory { public abstract Wall CreateWall(); public abstract Room CreateRoom(); } public class ModernFactory:AbstractFactory { public override Wall CreateWall() { return new ModernWall(); } public override Room CreateRoom() { return new ModernRoom(); } } public class ClassicalFactory:AbstractFactory { public override Wall CreateWall() { return new ClassicalWall(); } public override Room CreateRoom() { return new ClassicalRoom(); } } 如果在游戲場景中，構成某一個場景的算法比較穩(wěn)定，例如：這個場景就是用四堵墻，一個屋子，一扇門來構成的，但具體是用什么風格的墻、屋子和門則是不停的變化的，這就是一個生成器模式的例子。解決的是“對象部分”的需求變化問題。
示例代碼： using System; using System.Collections; public class Director { public void Construct( Builder builder ) { builder.BuildWall(); builder.BuildRoom(); builder.BuildDoor(); } } public abstract class Builder { public abstract void BuildWall(); public abstract void BuildRoom(); public abstract void BuildDoor(); public abstract GameScene GetResult(); } public class GameBuilder : Builder { private GameScene g; public override void BuildWall() { g = new GameScene(); g.Add( "Wall" ); } public override void BuildRoom() { g.Add( "Room" ); } public override void BuildDoor() { g.Add( "Door" ); } public override GameScene GetResult() { return g; } } public class GameScene { ArrayList parts = new ArrayList(); public void Add( string part ) { parts.Add( part ); } public void Display() { Console.WriteLine( " GameScene Parts：" ); foreach( string part in parts ) Console.WriteLine( part ); } } 如果在游戲中，需要大量的古典風格或現代風格的墻或屋子，這時可以通過拷貝一個已有的原型對象來生成新對象，就是一個原型模式的例子了。通過克隆來解決“易變對象”的創(chuàng)建問題。
示例代碼： using System; public abstract class RoomPrototype { public abstract RoomPrototype Clone(); } public class ModernPrototype:RoomPrototype { public override RoomPrototype Clone() { return (RoomPrototype)this.MemberwiseClone(); } } public class ClassicalPrototype:RoomPrototype { public override RoomPrototype Clone() { return (RoomPrototype)this.MemberwiseClone(); } } 究竟選用哪一種模式最好取決于很多的因素。使用Abstract Factory、Prototype Pattern或Builder Pattern的設計比使用Factory Method的設計更加靈活，但是也更加復雜，尤其Abstract Factory需要龐大的工廠類來支持。通常，設計以使用Factory Method開始，并且當設計者發(fā)現需要更大的靈活性時，設計便會向其他設計模式演化，當你在多個設計模式之間進行權衡的時候，了解多個設計模式可以給你提供更多的選擇余地。 總結 使用創(chuàng)建者模式是為了提高系統(tǒng)的可維護性和可擴展性，提高應對需求變化的能力！ |
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