创建型设计模式（上）

单例模式：

　　1、定义：单例模式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，这个类称为单例类

　　2、实现过程要点：

　　　　(1)单例类的构造函数为私有

　　　　(2)提供一个自身的静态私有成员变量

　　　　(3)提供一个公有的静态工厂方法

注：单例模式由类提供实例对象，所以需要使用 static 来定义方法和属性，使我们可通过类名来调用函数获取对象，

　　静态域加载是在解析阶段，而实例化是在初始化阶段，所以静态方法不能调用普通函数和属性

　　3、优点：

　　　　(1)提供了对唯一实例的受控访问

　　　　(2)由于在系统内存中只存在一个对象，因此可以节约系统资源

　　　　(3)允许可变数目的实例。我们可以基于单例模式进行扩展，使用与单例控制相似的方法来获得指定个数的对象实例

　　4、缺点：

　　　　(1)单例模式中没有抽象层，因此单例类的扩展有很大的困难

　　　　(2)单例类的职责过重，在一定程度上违背了“单一职责原则”

　　　　(3)滥用单例将带来一些负面问题；如采用垃圾自动回收机制的语言，实例化的对象若长期未被使用，

　　　　  则会被清除掉，下次要再使用该类则需重新实例化，而导致原来的状态没有了

　　5、适用环境：

　　　　(1)系统只需要一个实例对象

　　　　(2)客户调用类的单个实例只允许使用一个公共访问点，除了该公共访问点，不能通过其他途径访问该实例

class Singleton1 {
  private static instance: Singleton1 = new Singleton1();  // 静态私有成员变量
  private constructor() {}  // 私有构造函数，防止外部调用它生成其他实例
  // 公有静态工厂方法
  static getInstance(): Singleton1 {
    return Singleton1.instance;
  }
}

const singleton_one: Singleton1 = Singleton1.getInstance();
const singleton_two: Singleton1 = Singleton1.getInstance();
console.log(singleton_one === singleton_two); // true

 

构建者模式：

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

　　2、模式结构：

　　　　(1)抽象建造者(Builder)：包含创建产品各个子部件的抽象方法的接口，通常包含返回复杂产品的方法

　　　　(2)具体建造者(ConcreteBuilder)：实现 Builder 接口，完成复杂产品的各个部件的具体创建方法

　　　　(3)指挥者(Director)：调用建造者对象中的部件构造与装配方法完成复杂对象的创建

　　　　(4)产品角色(Product)：包含多个组成部件的复杂对象，由具体建造者来创建其各个部件

　　3、优点：

　　　　(1)客户端不必知道产品内部组成细节，将产品本身与产品的创建过程解耦

　　　　(2)每一个具体建造者都相对独立，与其他具体建造者无关，用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象

　　　　(3)可以更加精细地控制产品的创建过程

　　　　(4)增加新的具体建造者无须修改原有类的代码，指挥者类对抽象建造者类编程，系统扩展方便，符合“开闭原则”

　　4、缺点：

　　　　(1)建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点，其组成部分相似，

       如果产品之间的差异性很大，则不适合使用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制

　　　　(2)如果产品的内部变化复杂，可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化，导致系统变得很庞大

　　5、适用场景：

　　　　(1)需要生成的产品对象有复杂的内部结构，这些产品对象通常包含多个成员属性

　　　　(2)需要生成的产品对象的属性相互依赖，需要指定其生成顺序

　　　　(3)对象的创建过程独立于创建该对象的类

　　　　(4)隔离复杂对象的创建和使用，并使得相同的创建过程可以创建不同的产品

// 产品角色
class Computer {
    private cpu: string;
    private mainBoard: string;
    private memory: string;
    private hardDisk: string;

    setCpu(cpu: string): void {
        this.cpu = cpu;
    }
    setMainBoard(mainBoard: string): void {
        this.mainBoard = mainBoard;
    }
    setMemory(memory: string): void {
        this.memory = memory;
    }
    setHardDisk(hardDisk: string):void {
        this.hardDisk = hardDisk;
    }

    getCpu(): string {
        return this.cpu;
    }
    getMainBoard(): string {
        return this.mainBoard;
    }
    getMemory(): string {
        return this.memory;
    }
    getHardDisk(): string {
        return this.hardDisk;
    }
}

// 抽象建造者
interface Builder {
    createCpu(cpu: string): void;
    createMainBoard(mainBoard: string): void;
    createMemory(memory: string): void;
    createHardDisk(hardDisk: string): void;

    createComputer(): Computer;
}

// 具体建造者
class ConcreteBuilder implements Builder {
    private computer: Computer = new Computer();

    createCpu(cpu: string): void {
        this.computer.setCpu(cpu);
    }
    createMainBoard(mainBoard: string): void {
        this.computer.setMainBoard(mainBoard);
    }
    createMemory(memory: string): void {
        this.computer.setMemory(memory);
    }
    createHardDisk(hardDisk: string): void {
        this.computer.setHardDisk(hardDisk);
    }

    createComputer(): Computer {
        return this.computer;
    }
}

// 指挥者
class Director {
    private builder: Builder;
    constructor(builder: Builder) {
        this.builder = builder;
    }
    createComputer(cpu: string, mainBoard: string, memory: string, hardDisk: string): Computer {
        this.builder.createCpu(cpu);
        this.builder.createMainBoard(mainBoard);
        this.builder.createMemory(memory);
        this.builder.createHardDisk(hardDisk);

        return this.builder.createComputer();
    }
}

let builder: Builder = new ConcreteBuilder();
let director: Director = new Director(builder);
let computer: Computer = director.createComputer("i7", "Lenovo", "8G", "1T");
console.log(computer.getCpu()); // i7
console.log(computer.getMainBoard());   // Lenovo
console.log(computer.getMemory());  // 8G
console.log(computer.getHardDisk());    // 1T

原型模式：

　　1、定义：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过复用这些原型创建新的对象

　　2、要点：

　　　　(1)通过克隆来创建新的对象实例

　　　　(2)为克隆出来的新的对象实例复制原型实例属性的值

　　3、优点：

　　　　(1)可以在运行时动态根据原型生成新的种类的对象

　　　　(2)对客户端隐藏具体的实现类型

　　4、缺点：

　　　　每个原型的子类都必须实现 clone 的操作，尤其是包含引用类型的对象时，克隆会比较麻烦

　　5、适用场景：

　　　　(1)对象之间相同或相似，即只是个别的几个属性不同的时候

　　　　(2)如对象的创建过程比较麻烦，但复制比较简单的时候

// Prototype
interface Clonable<T> {
    clone(): T;
}
// ConcretePrototype
class Origin implements Clonable<Origin> {
    name: string;

    clone(): Origin {
        let target: Origin = new Origin();
        target.name = this.name;
        return target;
    }
}

let orign: Origin = new Origin();
orign.name = "Lemon";
let cloneObj: Origin = orign.clone();
console.log(cloneObj.name); // Lemon