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创建型模式究竟解决了什么问题

news 2025/4/19 18:56:36

创建型模式（Creational Patterns）的核心目标是解耦对象的创建过程，解决与对象实例化相关的复杂性问题。它们通过不同的方式控制对象的创建，以应对以下常见问题：

创建型模式解决的六大核心问题

1. 避免硬编码具体类

• 问题：代码中直接new具体类（如Car car = new BMW()），导致依赖具体实现，难以扩展。
• 解决：
◦ 工厂方法：通过子类决定实例化哪个类。
◦ 抽象工厂：提供创建相关对象的接口，隐藏具体类。
java // 工厂方法：通过子类决定创建哪种车 abstract class CarFactory { abstract Car createCar(); } class BMWFactory extends CarFactory { Car createCar() { return new BMW(); } }

2. 复杂对象的构造过程

• 问题：对象构造需要多步操作（如组装电脑需设置CPU、内存、硬盘等），直接构造代码臃肿。
• 解决：
◦ 建造者模式：分步骤构建对象，统一构造流程。
java Computer computer = new ComputerBuilder() .setCPU("i7").setRAM("16GB").setSSD("512GB") .build();

3. 对象创建的资源消耗

• 问题：某些对象创建成本高（如数据库连接、复杂配置初始化）。
• 解决：
◦ 原型模式：通过克隆（clone()）复用已有对象，避免重复初始化。
◦ 单例模式：全局共享一个实例，减少资源占用。
java DatabaseConnection connection = originalConnection.clone();

4. 对象创建的灵活性

• 问题：需要动态支持不同类或配置的实例化（如插件系统、多环境配置）。
• 解决：
◦ 抽象工厂：切换整个产品族（如从“Windows风格”切换到“Mac风格”）。
◦ 工厂方法：运行时决定创建哪种子类对象。

5. 对象创建的约束

• 问题：需要控制实例数量或访问（如线程池、连接池限制最大实例数）。
• 解决：
◦ 单例模式：确保全局唯一实例。
◦ 对象池模式（非GoF，但常用）：复用有限数量的对象实例。

6. 对象创建的依赖解耦

• 问题：客户端代码需要知道具体类才能创建对象，导致高耦合。
• 解决：
◦ 依赖注入（DI）：通过外部容器（如Spring）管理对象创建和依赖关系。
◦ 工厂模式：将创建逻辑封装在工厂中，客户端仅依赖接口。

创建型模式对比

模式	解决的问题	典型场景	关键区别
工厂方法	需要子类决定实例化哪个类	跨平台UI组件（如按钮、对话框）	单一产品，延迟到子类实例化
抽象工厂	创建一组相关对象（产品族）	跨风格GUI库（如Windows/Mac控件库）	产品族，强调组合的兼容性
建造者	分步骤构造复杂对象	组装电脑、生成SQL查询	分步构建，灵活配置部件
原型	避免重复初始化成本高的对象	游戏中的敌人克隆、配置模板复制	通过克隆复用已有对象
单例	控制实例数量，全局访问点	数据库连接池、日志系统	唯一实例，严格访问控制