中科大讲解：创建型设计模式详解——AbstractFactory、Builder等

本章节探讨的是创建型设计模式在软件工程中的应用，它关注如何在系统中有效地管理和控制对象的实例化过程。创建型模式主要包括以下几种： 1. **抽象工厂（Abstract Factory）**：提供一组相关的抽象工厂方法，用于创建一系列相关或相互依赖的对象，而无需指定具体实现。这使得系统能够根据需求选择不同的工厂，保持解耦。 2. **构建器（Builder）**：通过提供一个构造过程，允许用户逐步创建复杂对象，而不必暴露对象内部结构。这种方式可以支持对象的定制和扩展，通过继承或修改构建步骤来调整生成对象的特性。 3. **工厂方法（Factory Method）**：定义一个用于创建对象的抽象方法，由子类具体实现。这样，可以根据运行时条件动态选择创建哪个具体类的实例，提高灵活性。 4. **原型（Prototype）**：提供一个创建新对象的原型，用户可以直接或间接地复制这个原型，而不是每次都需要重新创建。这在需要频繁创建相似对象且成本较高的情况下非常有用，如图形界面的设计。 5. **单例（Singleton）**：确保系统中只有一个实例，并提供全局访问点。这对于游戏中的资源管理，如全局迷宫实例，非常重要，以避免多个实例导致的问题。 以迷宫游戏为例，章节中提到的MazeGame类原本硬编码了房间、墙壁和门的实例化方式，这使得游戏难以适应变化，例如添加新的门类型或特殊房间。创建型模式的应用解决了这个问题，如使用FactoryMethod，MazeGame的子类可以通过重写虚函数来改变实例化的类；通过AbstractFactory，通过传递不同参数来定制房间、墙壁和门的类型；Builder模式则允许通过继承和操作构建逻辑来定制迷宫的构建过程；Prototype模式允许使用不同的原型来改变迷宫的构成；而Singleton确保了游戏中的迷宫实例始终唯一。 通过这些模式的运用，设计者可以更好地控制对象的创建过程，提高代码的灵活性和可维护性，同时也便于在未来添加新功能或调整现有功能。