1 创建模式

2021-02-24  本文已影响0人  再凌

1.1 简单工厂模式

首先介绍简单工厂方法. 简单工厂可以向用户隐蔽创造的实现细节, 用户只需要提供一些简单的好记的变量, 就能创建出一个完整的目标对象.
所有的产品都继承自抽象产品.
用户持有一个工厂对象, 和一个抽象产品类的指针, 用这个指针去承接工厂产出的产品,

if(strName == "apple")
  pRet = new apple();
else if (strName == "pear")
  pRet = new pear();
else if.......

使用者只需要调用Factory->getObj("apple");就能得到一个想要的对象

但是同时, 这个对象管理了太多的创建方法, 有点太庞大了, 并且创建新的工厂方法的时候, 修改了原有的逻辑, 不符合开闭原则.

工厂方法模式

这就衍生出了工厂方法模式.

四个角色:

抽象工厂是一个基类, 实际工厂都继承自他.

根据需要, 写出不同的实际工厂类, 这样, 工厂的实例化被延迟到了子类中. 这样, 无论我创建出多少新的工厂, 都不会去修改现有的工厂代码.

用户持有一个抽象工厂, 然后用抽象产品类去承接工厂产出的产品.

缺点: 为了增加一个实际产品类, 要成对增加类的设计. 同时, 用户还要同时持有两个抽象类的指针(抽象工厂类和抽象产品类), 增加了用户的复杂度.

1.2 抽象工厂模式

上一节讲到了工厂方法模式, 而在抽象工厂模式中, 一个具体的工厂可以生产多种不同维度的产品.

比如basketball工厂可以生产basketball和basketball skirt;
football工厂可以生产football和football skirt.

我感觉, 就是多了一层维度.

优点: 用户实例化一个具体的工厂之后, 相关的产品都可以从这一个工厂中得到, 隐藏细节. 加入新产品无需修改原有系统, 符合开闭原则.

缺点是, 如果在工厂已有的产品簇中, 增加一个新的产品, 就十分的困难, 要给所有已有的工厂(包括抽象工厂)都增加这个产品

1.3 建造者模式

所有角色:

  1. Product: 要制造的产品
  2. iWorker: 抽象建造者, 纯虚函数描述了所有要实现的方法
  3. Worker1, Worker2: 继承自iWorker, 实现了所有的虚函数
  4. Director: 指挥者, 选取特定的Worker. 传入一个IWorker类型的指针来指定特定Worker.

和用户屏蔽实现细节, 用户只是接触了Director.
用户持有一个IWorker的指针

IWorker指针可以指向任意一个new出来的Worker, 这个Worker传入到Director中, 就可以得到一个特定的Product.

优点: 客户端只需要指定特定的Worker并告诉Director就能得到结果, 其他的什么都不关心, 不同的Worker并无关联, 直接替换.

缺点: 要求不同Worker生产的Product必须有很多共同点, 因为要用IWorker定义抽象的方法. 如果Product内部变化复杂, 就会不得不定义很多的建造者(比如Product有10个维度都是正交变换的, 就会有n^10个Worker), 会导致系统变的很庞大.

1.4 原型模式

用户持有一个原型, 那么就可以调用这个原型的clone方法来创建出新的对象.

每一个原型都继承自抽象原型类. 抽象原型类唯一的作用就是声明clone接口.

用户再持有一个指针, 调用原型的clone方法, 就可以获得一个新的原型. clone接口解决的就是深拷贝的问题(不然直接指针赋值就行了).

优点: 当新对象创建复杂的时候, 使用原型直接就简化创建过程.

缺点: 每一个类都要配备clone方法(也就是operator=方法), 位于类的内部, 违背开闭原则.

1.5 单例模式

不做赘述, 单例模式想必大家已经烂熟于心了.

这里提一下多线程如何保证的单例模式的线程安全.

Singleton* Singleton::getInstance()
{
  if(m_singleton == NULL)
  {
    m_lock.Lock();
    if(m_singleton ==NULL)
      m_singleton = new Singleton();
    m_lock.Unlock();
  }
  return m_singleton;
}

外部的if判断不加锁, 内部又有一层if判断, 这个判断加锁, 只要有了第一次的创建, 后续的创建都不需要走到内部, 于是性能没有降低很多.

C++11中还有std::once的方法, 保证创建只会被执行一次, 也可以做到线程安全.

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