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一、创建型模式概述

创建型模式（5种）专注于对象的创建过程，通过封装对象创建逻辑，降低系统耦合度，提升代码的灵活性与复用性。其核心目标是避免硬编码类名，解耦客户端与具体实现。

二、五种创建型模式详解

1. 单例模式（Singleton Pattern）

• 核心思想：确保一个类仅有一个实例，并提供全局访问点。
• 实现方式：
  1. 饿汉式：类加载时初始化，线程安全但可能浪费内存（如枚举式实现）。
  2. 懒汉式：延迟加载，需同步锁保证线程安全（如synchronized getInstance()）。
  3. 双重校验锁：减少同步开销（如volatile关键字确保可见性）。
  4. 静态内部类：利用类加载机制保证线程安全且延迟加载。
  5. 枚举类：最安全的实现，天然防止反射攻击（推荐使用）。
• 应用场景：
  • 全局配置中心、日志管理器、数据库连接池。
• 代码示例（枚举式）：

  public enum Singleton {
      INSTANCE;
      public void doSomething() { /* ... */ }
  }
  

• 原则：开闭原则、依赖倒置。

2. 工厂方法模式（Factory Method Pattern）

• 核心思想：定义一个接口，由子类决定实例化对象。
• 实现方式：
  • 简单工厂：静态方法根据参数返回不同对象（违反开闭原则）。
  • 工厂方法：抽象类定义create()方法，子类实现具体逻辑（符合开闭原则）。
  • 静态工厂方法：通过静态方法直接调用（如String.valueOf()）。
• 应用场景：
  • 动态创建对象（如邮件发送器、支付网关）。
• 代码示例（工厂方法）：

  abstract class Creator {
      public abstract Product factoryMethod();
  }
  class ConcreteCreator extends Creator {
      @Override
      public Product factoryMethod() {
          return new ConcreteProduct();
      }
  }
  

• 原则：开闭原则、里氏替换。

3. 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）

• 核心思想：提供一个接口，创建相关或依赖的对象家族。
• 实现方式：
  • 定义抽象工厂接口，子类实现具体工厂。
• 应用场景：
  • 跨平台UI组件（如Windows/Mac风格）。
• 代码示例：

  interface AbstractFactory {
      Color createColor();
      Shape createShape();
  }
  class ShapeFactory implements AbstractFactory {
      @Override
      public Color createColor() { return new Red(); }
      @Override
      public Shape createShape() { return new Circle(); }
  }
  

• 原则：合成复用、接口隔离。

4. 建造者模式（Builder Pattern）

• 核心思想：分步骤构建复杂对象，分离构建与表示。
• 实现方式：
  • Director：控制构建流程。
  • Builder：定义构建步骤（如buildPartA()）。
• 应用场景：
  • 复杂对象初始化（如MyBatis的SQLSession）。
• 代码示例：

  class Product {
      private String buyer;
      private String contract;
  }
  interface IProductBuilder {
      void buildBuyer();
      void buildContract();
      Product getProduct();
  }
  class ConcreteBuilderA implements IProductBuilder {
      private Product product = new Product();
      @Override
      public void buildBuyer() { product.buyer = "Alice"; }
      @Override
      public void buildContract() { product.contract = "Alice's Contract"; }
      @Override
      public Product getProduct() { return product; }
  }
  

• 原则：开闭原则、合成复用。

5. 原型模式（Prototype Pattern）

• 核心思想：通过克隆现有对象创建新实例。
• 实现方式：
  • 浅拷贝：默认Object.clone()，仅复制基本类型与引用。
  • 深拷贝：自定义克隆逻辑（如序列化）。
• 应用场景：
  • 高开销对象的快速克隆（如游戏中的敌人复制）。
• 代码示例（深拷贝）：

  class Sheep implements Cloneable {
      private String name;
      private Date birth;
      @Override
      protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
          Sheep obj = (Sheep) super.clone();
          obj.birth = (Date) this.birth.clone(); // 深拷贝Date对象
          return obj;
      }
  }
  

• 原则：合成复用、接口隔离。

三、模式对比与选择

四、设计原则与最佳实践

1. 开闭原则：优先使用工厂方法、抽象工厂，避免硬编码类名。
2. 线程安全：单例模式需选择枚举式或双重校验锁。
3. 性能优化：原型模式适用于频繁克隆的场景，但需注意深拷贝开销。
4. 代码复用：建造者模式通过组合步骤提升可扩展性。