设计模式详解：工厂模式与Singleton、Builder模式

"这篇资料主要介绍了23种设计模式，并结合UML图进行了阐述，对开发者在理解和应用设计模式方面提供了很大的帮助。其中包括了Factory模式的三种变体以及Singleton模式和Builder模式。" 设计模式是软件工程中的一种最佳实践，它们是解决常见问题的经验总结，能够提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。以下是标题和描述中提到的几种设计模式的详细说明： 1. **Factory模式**： - **简单工厂模式**：它是一个静态方法，根据输入参数或条件返回不同类型的实例。简单工厂模式简化了客户端代码，但可能导致类的紧耦合。 - **工厂方法模式**：这是一种更灵活的模式，它将实例化操作延迟到子类，使得系统可以支持多种类型的产品，而无需修改原始代码。每个具体工厂类负责创建一种产品。 - **抽象工厂模式**：这是工厂模式的进一步抽象，不仅创建一个产品接口，而是创建一系列相关或相互依赖的产品族。这样，客户端可以不关心具体实现，只需要知道产品族的抽象接口。 2. **Singleton模式**： - 单例模式确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。关键点在于控制类的实例化过程，通常通过私有构造函数和静态工厂方法来实现。这种模式常用于配置中心、日志管理等场景，以确保整个系统中只有一个共享对象。 3. **Builder模式**： - Builder模式将复杂对象的构建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。它通过一个Director类指导构建过程，而Builder接口定义了构建部分的接口，ConcreteBuilder实现这个接口并构造具体的产品。这样，客户端可以控制产品的构造过程而不必直接处理复杂的构造逻辑。 设计模式的选择取决于具体的应用场景。Factory模式适用于当创建对象的逻辑较为复杂或者需要根据条件动态选择对象类型时；Singleton模式用于那些在整个系统中只需要一个实例的对象；Builder模式则在对象构建过程复杂，需要分步骤进行时非常有用。 通过学习和运用这些设计模式，开发者能够更好地组织代码，提高代码的复用性和可扩展性，同时降低维护成本。结合UML图，理解设计模式的工作原理和交互方式将变得更加直观和有效。