第2章創(chuàng)建型模式（上）內(nèi)容簡介?本章教學(xué)目標：

掌握單例模式與原型模式的定義與特點、結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)；

熟悉使用單例模式與原型模式開發(fā)應(yīng)用程序；

了解創(chuàng)建型模式的特點和分類與擴展。?本章價值引領(lǐng)：

通過介紹單例模式的優(yōu)點，培養(yǎng)學(xué)生提高資源利用率和數(shù)據(jù)可靠性的意識；通過孫悟空實例，提高學(xué)生文化強國意識和為中國動漫產(chǎn)業(yè)盡一份力的思想；通過介紹原型模式的主要優(yōu)點，提高學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新與科技強國的方法。軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細柱ISBN：978-7-115-47788-0人民郵電出版社(和)2.1創(chuàng)建型模式概述創(chuàng)建型模式的主要特點是什么？它的主要特點是“將對象的創(chuàng)建與使用分離”，這樣可以降低系統(tǒng)的耦合度。創(chuàng)建型模式分為以下幾種：⑴單例（Singleton）模式：某個類只能生成一個實例，該類提供了一個全局訪問點供外部獲取該實例，其拓展是有限多例模式。⑵原型（Prototype）模式：將一個對象作為原型，通過對其進行復(fù)制而克隆出多個和原型類似的新實例。⑶工廠方法（FactoryMethod）模式：定義一個用于創(chuàng)建產(chǎn)品的接口，由子類決定生產(chǎn)什么產(chǎn)品。⑷抽象工廠（AbstractFactory）模式：提供一個創(chuàng)建產(chǎn)品族的接口，其每個子類可以生產(chǎn)一系列相關(guān)的產(chǎn)品。⑸建造者（Builder）模式：將一個復(fù)雜對象分解成多個相對簡單的部分，然后根據(jù)不同需要分別創(chuàng)建它們，最后構(gòu)建成該復(fù)雜對象。軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細柱ISBN：978-7-115-47788-0人民郵電出版社(和)2.2單例（Singleton）模式2.2.1模式的定義與特點

定義：指一個類只有一個實例，且該類能自行創(chuàng)建這個實例的一種模式。例如，Windows中的任務(wù)管理器、回收站等。

特點：1）單例類只有一個實例對象；2）該單例對象必須由單例類自行創(chuàng)建；3）單例類對外提供一個訪問該單例的全局訪問點。2.2.2模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)

1.模式的結(jié)構(gòu)單例模式的主要角色有：⑴單例類：包含一個實例且能自行創(chuàng)建這個實例的類。⑵訪問者類：使用單例的類。其結(jié)構(gòu)圖如下：軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細柱ISBN：978-7-115-47788-0人民郵電出版社(和)2.2單例（Singleton）模式（續(xù)）2.2.2模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)

1.模式的結(jié)構(gòu)（續(xù)）

普通類的構(gòu)造函數(shù)是公有的，外部類可以通過“new構(gòu)造函數(shù)()”來生成多個實例。但是，如果將類的構(gòu)造函數(shù)設(shè)為私有的，外部類就無法調(diào)用它生成多個實例了。這時該類自身必須定義一個靜態(tài)私有實例，并向外提供一個靜態(tài)的公有函數(shù)用于創(chuàng)建或獲取該靜態(tài)私有實例，有2種常見的實現(xiàn)形式。軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細柱ISBN：978-7-115-47788-0人民郵電出版社(和)2.2單例（Singleton）模式（續(xù)）第1種：懶漢式單例該模式的特點是類加載時沒有生成單例，只有當(dāng)?shù)谝淮握{(diào)用getInstance方法時才去創(chuàng)建這個單例。代碼如下：publicclassLazySingleton{privatestaticvolatileLazySingletoninstance=null;//保證instance在所有線程中同步privateLazySingleton(){}//private避免類在外部被實例化publicstaticsynchronizedLazySingletongetInstance(){//getInstance方法前加同步if(instance==null){instance=newLazySingleton();}returninstance;}}軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細柱ISBN：978-7-115-47788-0人民郵電出版社(和)2.2單例（Singleton）模式（續(xù)）第2種：餓漢式單例該模式的特點是類一旦加載就創(chuàng)建一個單例，保證在調(diào)用getInstance方法之前單例已經(jīng)存在了。publicclassHungrySingleton{privatestaticfinalHungrySingletoninstance=newHungrySingleton();privateHungrySingleton(){}publicstaticHungrySingletongetInstance(){returninstance;}}軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細柱銷售電話學(xué)資源網(wǎng)址：/book/details/84022.2單例（Singleton）模式（續(xù)）2.2.3模式的應(yīng)用實例

【例2.1】用懶漢式單例模式模擬華強智能有限公司的工會組織的成立。

分析：因為一個公司的工會組織只要求一個，所以可以用單例模式來實現(xiàn)，右邊是用懶漢式單例實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)圖：

注：程序代碼見附件。軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細柱銷售電話學(xué)資源網(wǎng)址：/book/details/84022.2單例（Singleton）模式（續(xù)）2.2.3模式的應(yīng)用實例

【例2.2】用餓漢式單例模式模擬資源管理器的創(chuàng)建。

分析：一個軟件系統(tǒng)的資源管理器通常只需創(chuàng)建一個，所以本實例同樣適合用單例模式實現(xiàn)，右邊是用餓漢式單例實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)圖：注：程序代碼見附件。軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細柱銷售電話學(xué)資源網(wǎng)址：/book/details/84022.2單例（Singleton）模式（續(xù)）2.2.3模式的應(yīng)用實例

【例2.2】用餓漢式單例模式模擬資源管理器的創(chuàng)建。

右邊是程序的運行結(jié)果：軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細柱銷售電話學(xué)資源網(wǎng)址：/book/details/84022.2單例（Singleton）模式（續(xù)）2.2.4模式的應(yīng)用場景前面我們分析了單例模式的結(jié)構(gòu)與特點，現(xiàn)在來看看它通常適用的以下場景的特點：

（1）在應(yīng)用場景中，某類只要求生成一個對象的時候。如：一個班中的班長、每個人的身份證號等；（2）當(dāng)對象需要被共享的場合。由于單例模式只允許創(chuàng)建一個對象，共享該對象可以節(jié)省內(nèi)存，并加快對象訪問速度。如：WEB中的配置對象、數(shù)據(jù)庫的連接池等。（3）當(dāng)某類需要頻繁實例化，而創(chuàng)建的對象又頻繁被銷毀的時候。如：多線程的線程池、網(wǎng)絡(luò)連接池等。軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細柱銷售電話民郵電出版社(和)2.2單例（Singleton）模式（續(xù)）2.2.5模式的擴展單例模式可擴展為有限的多例（Multiton）模式，這種模式可生成有限個實例并保存在ArrayList中，客戶需要時可隨機獲取，其結(jié)構(gòu)圖如右：軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細柱銷售電話民郵電出版社(和)2.3原型（Prototype）模式2.3.1模式的定義與特點

定義：用一個已經(jīng)創(chuàng)建的實例作為原型，通過拷貝該原型對象來創(chuàng)建一個和原型相同或相似的新對象。在這里，原型實例指定了要創(chuàng)建的對象的種類。如：Windows中的COPY操作。

特點：創(chuàng)建對象非常高效，根本無需知道對象創(chuàng)建的細節(jié)。2.3.2模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)

1.模式的結(jié)構(gòu)原型模式包含以下主要角色：⑴抽象原型類：規(guī)定了具體原型對象必須實現(xiàn)的接口。⑵具體原型類：實現(xiàn)抽象原型類的clone方法，它可被復(fù)制。⑶訪問者類：使用具體原型類中的clone方法來復(fù)制新的對象。軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細柱銷售電話民郵電出版社(和)2.3原型（Prototype）模式（續(xù)）2.3.2模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)

1.模式的結(jié)構(gòu)（續(xù)）

其結(jié)構(gòu)圖如下：軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細柱銷售電話民郵電出版社(和)2.3原型（Prototype）模式（續(xù)）2.3.2模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)

2.模式的實現(xiàn)原型模式的克隆分為淺克隆和深克隆，Java中的Object類提供了淺克隆的clone()方法，具體原型類只要實現(xiàn)Cloneable接口就可實現(xiàn)對象的淺克隆，這里的Cloneable接口就是抽象原型類。

//其實現(xiàn)代碼見附件軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細柱銷售電話民郵電出版社(和)2.3原型（Prototype）模式（續(xù)）2.3.3模式的應(yīng)用實例

【例2.3】用原型模式模擬“孫悟空”復(fù)制自己。

分析：孫悟空拔下猴毛輕輕一吹就變出很多孫悟空，這實際上是用到了原型模式，右邊是其結(jié)構(gòu)圖：

注：程序代碼見附件軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細柱銷售電話民郵電出版社(和)2.3原型（Prototype）模式（續(xù)）2.3.3模式的應(yīng)用實例

【例2.3】用原型模式模擬“孫悟空”復(fù)制自己。

//右邊是程序的運行結(jié)果：軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細柱銷售電話民郵電出版社(和)2.3原型（Prototype）模式（續(xù)）2.3.3模式的應(yīng)用實例

【例2.4】用原型模式生成“三好學(xué)生”獎狀。

分析：同一學(xué)校的“三好學(xué)生”獎狀除了獲獎人姓名不同，其他都相同，屬于相似對象的復(fù)制，同樣可以用原型模式創(chuàng)建，然后再做簡單修改就可以了，右邊是其結(jié)構(gòu)圖：

注：程序代碼見附件軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細柱銷售電話民郵電出版社(和)2.3原型（Prototype）模式（續(xù)）2.3.4模式的應(yīng)用場景原型模式通常適用以下場景：1）對象之間相同或相似，即只是個別的幾個屬性不同的時候。

2）對象的創(chuàng)建過程比較麻煩，但克隆比較簡單時候。軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細柱銷售電話民郵電出版社(和)2.3原型（Prototype）模式（續(xù)）2.3.5模式的擴展原型模式可擴展為帶原型管理器的原型模式，它在原型模式的基礎(chǔ)上增加了一個原型管理器類。該類用HashMap保存多個原型的拷貝，Client類可以通過管理器的get(Stringid)方法從中獲取原型的拷貝，其結(jié)構(gòu)圖如右：軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細柱銷售電話民郵電出版社(和)2.3原型（Prototype）模式（續(xù)）

【例2.5】用帶原型管理器的原型模式來生成包含“圓”和“正方形”等圖形的原型。

分析：本實例中由于存在不同的圖形類，如：“圓”和“正方形”，它們計算面積的方法不一樣，所以需要用一個原型管理器來管理它們，右邊是其結(jié)構(gòu)圖：

注：程序代碼見附件軟件設(shè)計模式（Java版）、作者：程細柱銷售電話：0