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  • 设计模式系列:小小总结

    概述

    创建型模式,就是用来创建对象的模式,抽象了实例化的过程。它帮助一个系统独立于如何创建、组合和表示它的那些对象。本文对五种常用创建型模式进行了比较,通过一个游戏开发场景的例子来说该如何使用创建型模式。

    为什么需要创建型模式

    所有的创建型模式都有两个永恒的主旋律:第一,它们都将系统使用哪些具体类的信息封装起来;第二,它们隐藏了这些类的实例是如何被创建和组织的。外界对于这些对象只知道它们共同的接口,而不清楚其具体的实现细节。正因如此,创建型模式在创建什么(what),由谁(who)来创建,以及何时(when)创建这些方面,都为软件设计者提供了尽可能大的灵活性。

    假定在一个游戏开发场景中,会用到一个现代风格房屋的对象,按照我们的一般想法,既然需要对象就创建一个:

    ModernRoom room = new ModernRoom();

    好了,现在现代风格房屋的对象已经有了,如果这时房屋的风格变化了,需要的是古典风格的房屋,修改一下:

    ClassicalRoom room = new ClassicalRoom();

    试想一下,在我们的程序中有多少处地方用到了这样的创建逻辑,而这里仅仅是房屋的风格变化了,就需要修改程序中所有的这样的语句。现在我们封装对象创建的逻辑,把对象的创建放在一个工厂方法中:

    ModernFactory factory = new ModernFactory();

    ModernRoom room = factory.Create();

    当房屋的风格变化时,只需要修改

    ClassicalFactory factory = new ClassicalFactory();

    ClassicalRoom room = factory.Create();

    而其它的用到room的地方仍然不变。这就是为什么需要创建型模式了。创建者模式作用可以概括为如下两点:

    1.封装创建逻辑,绝不仅仅是new一个对象那么简单。

    2.封装创建逻辑变化,客户代码尽量不修改,或尽量少修改。

    常见的物种设计模式

    单件模式(singleton   pattern)解决的是实体对象的个数问题,其他的都是解决new所带来的耦合关系问题。

    工厂方法模式(factory  pattern)在工厂方法中,工厂类成为了抽象类,其实际的创建工作将由其具体子类来完成。工厂方法的用意是定义一个创建产品对象的工厂接口,将实际创建工作推迟到子类中去,强调的是:“单个对象”的变化。

    抽象工厂模式(abstract  factory)抽象工厂是所有工厂模式中最为抽象和最为一般性的一种形态。抽象工厂可以向客户提供一个接口,使得客户可以再不必指定产品的具体类型情况下,创建多个产品族中的产品对象,强调的是“系列对象”的变化。

    生成器模式(buider pattern)把构造对象实例的逻辑转移到了类的外部,在这个类的外部定义了这个类的构造逻辑。他把一个复杂的构造过程从对象的表示中分离出来,其直接结果是将一个复杂的对象简化为一个简单的目标对象,它强调的是产品的构造过程。

    原型模式(prototype  pattern)和工厂模式一样,同样对客户隐藏了对象创建工作,但是,与通过一个类进行实例化来构造新对象不同的是,原型模式是通过拷贝一个现有的对象生成新对象的。

    如何选择使用创建型模式

      继续考虑上面得到的游戏开发场景,假定在这个游戏场景中我们使用到了有墙(wall),屋子(room),门(door)几个部件,在这个过程中,同时是对象的创建问题,但是会根据所需要的问题不同而使用不同的创建模式。

    (1)如果在游戏中,一个屋子只允许有一个门存在,那么这就是一个使用signleton模式的例子,确保只有一个door类被实例创建。解决的是对象创建个数问题。

    (2)在游戏中需要创建墙,屋子的实例时,为了避免直接对构造器的调用而实例化类,这是就是工厂方法模式了,每一个部件都有他自己的工厂类,解决的是:“单个对象”的需求变化问题

    (3)在游戏场景中,不可能只有一种墙或者屋子,有可能有现代风格(Modern),古典风格(classical)等多系列风格的部件。这是就是一系列对象的创建问题了。是一个抽象工厂的例子。解决的是“系列对象”的需求变化问题。这时就是一系列对象的创建问题了,是一个抽象工厂的例子。解决的是“系列对象”的需求变化问题。

    (4)如果在游戏场景中,构成某一个场景的算法比较稳定,例如:这个场景就是四堵墙,一个屋子,一扇门来构成的,但是具体用什么风格的墙,屋子和门则是不停的变化,这就是一个生成器模式的例子。解决的是“对象部分”的需求变化问题。

    (5)如果在游戏中,需要大量的古典风格和现代风格的墙和屋子,这是就可以通过拷贝一个已经有的原型对象来生成新对象,就是一个原型模式的例子了。通过克隆来解决“易变对象”创建问题。

    究竟选用哪一种模式最好取决于很多的因素。使用Abstract Factory、Prototype Pattern或Builder Pattern的设计比使用Factory Method的设计更加灵活,但是也更加复杂,尤其Abstract Factory需要庞大的工厂类来支持。通常,设计以使用Factory Method开始,并且当设计者发现需要更大的灵活性时,设计便会向其他设计模式演化,当你在多个设计模式之间进行权衡的时候,了解多个设计模式可以给你提供更多的选择余地。

    总结

    使用创建者模式是为了提高系统的可维护性和可扩展性,提高应对需求变化的能力!

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