设计模式-创建型模式课件

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1、,设计模式,创建型模式,创建型模式概述 创建型模式(Creational Pattern)对类的实例化过程进行了抽象，能够将软件模块中对象的创建和对象的使用分离。为了使软件的结构更加清晰，外界对于这些对象只需要知道它们共同的接口，而不清楚其具体的实现细节，使整个系统的设计更加符合单一职责原则。,创建型模式,创建型模式概述 创建型模式在创建什么(What)，由谁创建(Who)，何时创建(When)等方面都为软件设计者提供了尽可能大的灵活性。创建型模式隐藏了类的实例的创建细节，通过隐藏对象如何被创建和组合在一起达到使整个系统独立的目的。,创建型模式,想吃苹果!?,创建型模式概述,创建型模式概述,创

2、建型模式,获取苹果的两种方式,自己种苹果树,去超市买,创建型模式,简单工厂模式（Simple Factory） 工厂方法模式（Factory Method） 抽象工厂模式（Abstract Factory） 建造者模式（Builder） 原型模式（Prototype） 单例模式（Singleton）,创建型模式简介,简单工厂模式,模式动机 只需要知道水果的名字则可得到相应的水果,简单工厂模式,模式动机 考虑一个简单的软件应用场景，一个软件系统可以提供多个外观不同的按钮（如圆形按钮、矩形按钮、菱形按钮等），这些按钮都源自同一个基类，不过在继承基类后不同的子类修改了部分属性从而使得它们可以呈现不同

3、的外观，如果我们希望在使用这些按钮时，不需要知道这些具体按钮类的名字，只需要知道表示该按钮类的一个参数，并提供一个调用方便的方法，把该参数传入方法即可返回一个相应的按钮对象，此时，就可以使用简单工厂模式。,简单工厂模式,模式定义 简单工厂模式(Simple Factory Pattern)：又称为静态工厂方法(Static Factory Method)模式，它属于类创建型模式。在简单工厂模式中，可以根据参数的不同返回不同类的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。,简单工厂模式,模式结构,简单工厂模式,模式结构 简单工厂模式包含如下角色： F

4、actory：工厂角色 Product：抽象产品角色 ConcreteProduct：具体产品角色,简单工厂模式,模式分析 分析如下代码：,代码复杂，难以维护,简单工厂模式,模式分析 重构后的代码：,抽象支付类,具体支付类,简单工厂模式,模式分析 重构后的代码：,支付工厂,简单工厂模式,模式分析 将对象的创建和对象本身业务处理分离可以降低系统的耦合度，使得两者修改起来都相对容易。 在调用工厂类的工厂方法时，由于工厂方法是静态方法，使用起来很方便，可通过类名直接调用，而且只需要传入一个简单的参数即可，在实际开发中，还可以在调用时将所传入的参数保存在XML等格式的配置文件中，修改参数时无须修改任何

5、Java源代码。 简单工厂模式最大的问题在于工厂类的职责相对过重，增加新的产品需要修改工厂类的判断逻辑，这一点与开闭原则是相违背的。 简单工厂模式的要点在于：当你需要什么，只需要传入一个正确的参数，就可以获取你所需要的对象，而无须知道其创建细节。,简单工厂模式,模式实例与解析 实例一：简单电视机工厂 某电视机厂专为各知名电视机品牌代工生产各类电视机，当需要海尔牌电视机时只需要在调用该工厂的工厂方法时传入参数“Haier”，需要海信电视机时只需要传入参数“Hisense”，工厂可以根据传入的不同参数返回不同品牌的电视机。现使用简单工厂模式来模拟该电视机工厂的生产过程。,简单工厂模式,模式实例与解

6、析 实例一：简单电视机工厂,简单工厂模式,模式实例与解析 实例二：权限管理 在某OA系统中，系统根据对比用户在登录时输入的账号和密码以及在数据库中存储的账号和密码是否一致来进行身份验证，如果验证通过，则取出存储在数据库中的用户权限等级（以整数形式存储），根据不同的权限等级创建不同等级的用户对象，不同等级的用户对象拥有不同的操作权限。现使用简单工厂模式来设计该权限管理模块。,简单工厂模式,模式实例与解析 实例二：权限管理,简单工厂模式,模式优缺点 简单工厂模式的优点 工厂类含有必要的判断逻辑，可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例，客户端可以免除直接创建产品对象的责任，而仅仅“消费”产品；简单

7、工厂模式通过这种做法实现了对责任的分割，它提供了专门的工厂类用于创建对象。 客户端无须知道所创建的具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的参数即可，对于一些复杂的类名，通过简单工厂模式可以减少使用者的记忆量。 通过引入配置文件，可以在不修改任何客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类，在一定程度上提高了系统的灵活性。,简单工厂模式,模式优缺点 简单工厂模式的缺点 由于工厂类集中了所有产品创建逻辑，一旦不能正常工作，整个系统都要受到影响。 使用简单工厂模式将会增加系统中类的个数，在一定程序上增加了系统的复杂度和理解难度。 系统扩展困难，一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑，在产品类型较多时

8、，有可能造成工厂逻辑过于复杂，不利于系统的扩展和维护。,简单工厂模式,模式适用环境 在以下情况下可以使用简单工厂模式： 工厂类负责创建的对象比较少：由于创建的对象较少，不会造成工厂方法中的业务逻辑太过复杂。 客户端只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象不关心：客户端既不需要关心创建细节，甚至连类名都不需要记住，只需要知道类型所对应的参数。,简单工厂模式,模式应用 (1) 在JDK类库中广泛使用了简单工厂模式，如工具类java.text.DateFormat，它用于格式化一个本地日期或者时间。,简单工厂模式,模式应用 (2) Java加密技术 参考代码：DESEncrypt.java,简单工厂

9、模式,模式扩展 简单工厂模式的简化： 在有些情况下工厂类可以由抽象产品角色扮演，一个抽象产品类同时也是子类的工厂，也就是说把静态工厂方法写到抽象产品类中。,小结,创建型模式对类的实例化过程进行了抽象，能够将对象的创建与对象的使用过程分离。 简单工厂模式又称为静态工厂方法模式，它属于类创建型模式。在简单工厂模式中，可以根据参数的不同返回不同类的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。 简单工厂模式包含三个角色：工厂角色负责实现创建所有实例的内部逻辑；抽象产品角色是所创建的所有对象的父类，负责描述所有实例所共有的公共接口；具体产品角色是创建目标，所

10、有创建的对象都充当这个角色的某个具体类的实例。,小结,简单工厂模式的要点在于：当你需要什么，只需要传入一个正确的参数，就可以获取你所需要的对象，而无须知道其创建细节。 简单工厂模式最大的优点在于实现对象的创建和对象的使用分离，将对象的创建交给专门的工厂类负责，但是其最大的缺点在于工厂类不够灵活，增加新的具体产品需要修改工厂类的判断逻辑代码，而且产品较多时，工厂方法代码将会非常复杂。 简单工厂模式适用情况包括：工厂类负责创建的对象比较少；客户端只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象不关心。,创建型模式,简单工厂模式（Simple Factory） 工厂方法模式（Factory Method）

11、抽象工厂模式（Abstract Factory） 建造者模式（Builder） 原型模式（Prototype） 单例模式（Singleton）,创建型模式简介,工厂方法模式,简单工厂模式的不足 在简单工厂模式中，只提供了一个工厂类，该工厂类处于对产品类进行实例化的中心位置，它知道每一个产品对象的创建细节，并决定何时实例化哪一个产品类。简单工厂模式最大的缺点是当有新产品要加入到系统中时，必须修改工厂类，加入必要的处理逻辑，这违背了“开闭原则”。在简单工厂模式中，所有的产品都是由同一个工厂创建，工厂类职责较重，业务逻辑较为复杂，具体产品与工厂类之间的耦合度高，严重影响了系统的灵活性和扩展性，而工厂

12、方法模式则可以很好地解决这一问题。,工厂方法模式,模式动机 考虑这样一个系统，按钮工厂类可以返回一个具体的按钮实例，如圆形按钮、矩形按钮、菱形按钮等。在这个系统中，如果需要增加一种新类型的按钮，如椭圆形按钮，那么除了增加一个新的具体产品类之外，还需要修改工厂类的代码，这就使得整个设计在一定程度上违反了“开闭原则”。,工厂方法模式,模式动机 现在对该系统进行修改，不再设计一个按钮工厂类来统一负责所有产品的创建，而是将具体按钮的创建过程交给专门的工厂子类去完成，我们先定义一个抽象的按钮工厂类，再定义具体的工厂类来生成圆形按钮、矩形按钮、菱形按钮等，它们实现在抽象按钮工厂类中定义的方法。这种抽象化的

13、结果使这种结构可以在不修改具体工厂类的情况下引进新的产品，如果出现新的按钮类型，只需要为这种新类型的按钮创建一个具体的工厂类就可以获得该新按钮的实例，这一特点无疑使得工厂方法模式具有超越简单工厂模式的优越性，更加符合“开闭原则”。,工厂方法模式,模式动机 使用工厂方法模式设计的按钮工厂,工厂方法模式,模式定义 工厂方法模式(Factory Method Pattern)又称为工厂模式，也叫虚拟构造器(Virtual Constructor)模式或者多态工厂(Polymorphic Factory)模式，它属于类创建型模式。在工厂方法模式中，工厂父类负责定义创建产品对象的公共接口，而工厂子类则负

14、责生成具体的产品对象，这样做的目的是将产品类的实例化操作延迟到工厂子类中完成，即通过工厂子类来确定究竟应该实例化哪一个具体产品类。,工厂方法模式,模式定义 Factory Method Pattern: Define an interface for creating an object, but let subclasses decide which class to instantiate. Factory Method lets a class defer instantiation to subclasses. Frequency of use: high,工厂方法模式,模式结构,工厂

15、方法模式,模式结构 工厂方法模式包含如下角色： Product：抽象产品 ConcreteProduct：具体产品 Factory：抽象工厂 ConcreteFactory：具体工厂,工厂方法模式,模式分析 工厂方法模式是简单工厂模式的进一步抽象和推广。由于使用了面向对象的多态性，工厂方法模式保持了简单工厂模式的优点，而且克服了它的缺点。在工厂方法模式中，核心的工厂类不再负责所有产品的创建，而是将具体创建工作交给子类去做。这个核心类仅仅负责给出具体工厂必须实现的接口，而不负责哪一个产品类被实例化这种细节，这使得工厂方法模式可以允许系统在不修改工厂角色的情况下引进新产品。,工厂方法模式,模式分析

16、 当系统扩展需要添加新的产品对象时，仅仅需要添加一个具体产品对象以及一个具体工厂对象，原有工厂对象不需要进行任何修改，也不需要修改客户端，很好地符合了“开闭原则”。而简单工厂模式在添加新产品对象后不得不修改工厂方法，扩展性不好。工厂方法模式退化后可以演变成简单工厂模式。,工厂方法模式,模式分析 抽象工厂类代码：,抽象工厂类,工厂方法模式,模式分析 具体工厂类代码：,具体工厂类,工厂方法模式,模式分析 客户类代码片段： 为了提高系统的可扩展性和灵活性，在定义工厂和产品时都必须使用抽象层，如果需要更换产品类，只需要更换对应的工厂即可，其他代码不需要进行任何修改。,工厂方法模式,模式分析 配置文件代码： 在实际的应用开发中，一般将具体工厂类的实例化过程进行改进，不直接使用new关键字来创建对象，而是将具体类的类名写入配置文件中，再通过Java的反射机制，读取XML格式的配置文件，根据存储在XML文件中的类名字符串生成对象。,工厂方法模式,模式分析 Java反射(Java Reflection)： 是指在程序运行时获取已知名称的类或已有对象的相关信息的一种机制，包括类的方法、