揭秘设计模式：从创建型模式看软件架构的艺术与奥秘

设计模式是软件工程中的一种重要概念，它提供了一套可重用的解决方案，用于解决软件开发过程中常见的问题。在众多设计模式中，创建型模式是其中一类，它关注的是如何创建对象，以及如何控制对象的创建过程。本文将深入探讨创建型模式，揭示其背后的艺术与奥秘。

一、创建型模式概述

创建型模式主要关注对象的创建过程，它提供了几种不同的方式来创建对象，使得对象的创建过程与使用过程分离，提高了代码的灵活性和可扩展性。常见的创建型模式包括：

工厂方法模式（Factory Method）
抽象工厂模式（Abstract Factory）
单例模式（Singleton）
建造者模式（Builder）
原型模式（Prototype）

二、工厂方法模式

工厂方法模式是一种简单而又强大的创建型模式，它定义了一个接口用于创建对象，但让子类决定实例化哪个类。工厂方法模式的主要目的是将对象的创建过程封装起来，使得客户端代码与对象的创建过程解耦。

工厂方法模式示例

以下是一个简单的工厂方法模式示例，用于创建不同类型的交通工具：

// 抽象产品类 class Vehicle { public void drive() { System.out.println("Driving a vehicle"); } } // 具体产品类 class Car extends Vehicle { public void drive() { System.out.println("Driving a car"); } } class Bicycle extends Vehicle { public void drive() { System.out.println("Driving a bicycle"); } } // 抽象工厂类 interface VehicleFactory { Vehicle createVehicle(); } // 具体工厂类 class CarFactory implements VehicleFactory { public Vehicle createVehicle() { return new Car(); } } class BicycleFactory implements VehicleFactory { public Vehicle createVehicle() { return new Bicycle(); } } // 客户端代码 public class FactoryMethodDemo { public static void main(String[] args) { VehicleFactory carFactory = new CarFactory(); Vehicle car = carFactory.createVehicle(); car.drive(); VehicleFactory bicycleFactory = new BicycleFactory(); Vehicle bicycle = bicycleFactory.createVehicle(); bicycle.drive(); } }

三、抽象工厂模式

抽象工厂模式是工厂方法模式的进一步扩展，它允许创建相关或依赖对象的家族，而不需要明确指定具体类。抽象工厂模式适用于需要创建多个相关或依赖对象的场景。

抽象工厂模式示例

以下是一个抽象工厂模式的示例，用于创建不同类型的交通工具和配件：

// 抽象产品类 interface Vehicle { void drive(); } interface Part { void assemble(); } // 具体产品类 class Car implements Vehicle { public void drive() { System.out.println("Driving a car"); } } class Bicycle implements Vehicle { public void drive() { System.out.println("Driving a bicycle"); } } class Engine implements Part { public void assemble() { System.out.println("Assembling an engine"); } } class Wheel implements Part { public void assemble() { System.out.println("Assembling a wheel"); } } // 抽象工厂类 interface VehicleFactory { Vehicle createVehicle(); Part createPart(); } // 具体工厂类 class CarFactory implements VehicleFactory { public Vehicle createVehicle() { return new Car(); } public Part createPart() { return new Engine(); } } class BicycleFactory implements VehicleFactory { public Vehicle createVehicle() { return new Bicycle(); } public Part createPart() { return new Wheel(); } } // 客户端代码 public class AbstractFactoryDemo { public static void main(String[] args) { VehicleFactory carFactory = new CarFactory(); Vehicle car = carFactory.createVehicle(); car.drive(); Part engine = carFactory.createPart(); engine.assemble(); VehicleFactory bicycleFactory = new BicycleFactory(); Vehicle bicycle = bicycleFactory.createVehicle(); bicycle.drive(); Part wheel = bicycleFactory.createPart(); wheel.assemble(); } }