设计模式学习 - 创建型模式(1)

创建型模式
创建型模式是对C++中new运算符做了进一步的封装。在使用了创建型模式的系统里，客户程序不必通过new来创建对象。
创建型模式共有五种。分别是单件（Singleton）模式、工厂方法（Factory Method）、抽象工厂（Abstract Factory）、生成器（Builder）模式、原型（Prototype）模式。
依据使用的情景，可以分为两大类。

单件（Singleton）模式，用于创建全局只有唯一实例的对象。其他四种模式用于需要创建的类存在变化。而当创建这种存在变化的类时，需要将变化的类和不变化的客户程序隔离开来而存在的。如果在一个系统中，需要创建的对象永远是固定不变的时候，使用这类创建型模式就不能给我们带来任何好处。但是在框架或者类似的需求面对频繁变化的系统中，我们就必须在灵活和简单之间寻找平横点。一旦发现对象类型无法预知，必须根据具体情况确定，我们就由必要求助于创建型模式。
 

单件（Singleton）模式

单件模式的创建是为了解决全局变量存在的很多不足之处。
全局变量存在的不足之处：
1．  变量名冲突。随着系统的增大，全局变量也会随之增多，这时全局变量名的维护就会存在一定的问题。虽然很多时候，利用一些特殊的编程技巧和一些特殊的命名规则可以规避这个问题。但是这些做法却是由程序员本身来维护的，会增加一定的维护成本。
2．  耦合度增大。全局变量的增多实际上是增加了函数和模块间的耦合度。
3．  单个实例问题。全局变量不能阻止程序员去创建一个类的多个实例。
4．  线程安全问题。多个线程同时访问全局变量多个全局变量时，程序员必须在出现全局变量的时候对其进行维护。以免出现现成并发冲突的问题。
利用单件模式可以解决以上的问题。
根据单件模式的意图：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。总结出单件模式创建时的三个要点：
1．  构造函数为private或者protected类型出现。在客户程序中，就不能利用new来创建这个类的对象。编译时期会出错。这样客户程序只能用特殊的函数GetInstance()来获得类的实例。
2．  类拥有static的成员函数，返回类型为类本身的指针。
3．  类拥有指向类本身的static指针。private或者protected形式出现。
2、3点保证了单件模式中提供一个访问它的全局访问点，同样保证了类的封装性，对外不提供类成员变量的直接访问。
 

单件类使用时需要注意的地方：
1．  单件销毁的时机。C语言运行库中提供的atexit()函数，可以在这里很好的利用。把单件销毁函数设置为程序结束时的响应函数。这样，程序结束时，就会依次调用所有的释放函数。

 

2．  多线程访问时候的加锁。在对单件类中一些成员变量进行多线程访问的时候，在访问函数SetXXX()中进行加解锁的处理。
 

工厂方法（Factory Method）模式

基类不能预知它要创建的是哪一个对象，把这个任务留给了它的派生类来决定。工厂模式把产品类的实例化操作延迟到具体的派生类中实现。 

当需要创建的对象极易变化，给出统一的接口封装，将变化的部分屏蔽起来。对Client而言，它所调用的product接口没有变化，只有ConcreteProduct存在变化，保证Client端代码不受到影响。