理解 Singleton 单例模式与 Factory 工厂模式

"本文主要介绍了Singleton单例模式和工厂模式，包括简单工厂、工厂方法、抽象工厂，同时提及了里氏代换原则。单例模式的目的是确保一个类只有一个实例并提供全局访问点，而工厂模式则是一种创建型设计模式，用于抽象对象的创建过程，以应对对象创建的动态需求。" 在软件设计中，Singleton单例模式是一种常见的设计模式，其核心在于限制类的实例化，保证任何时候都只有一个实例存在。通过私有化构造函数和提供静态方法来获取唯一实例，这种方式既控制了实例的数量，也提供了全局访问点。单例模式在很多场景下非常有用，例如管理共享资源，配置中心，缓存服务等。 工厂模式是另一种创建型设计模式，它将对象的创建过程封装起来，使得代码在运行时可以灵活地创建不同类型的对象，而无需知道具体的实现类。简单工厂模式是最基础的形式，它包含一个工厂类，根据输入参数来决定创建哪种具体的产品。然而，这种模式的缺点是当需要增加新产品时，需要修改工厂类的代码，这违背了开闭原则。 工厂方法模式则进一步将产品的创建过程抽象出来，通过定义一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。这样，工厂方法模式使得系统可以在不修改原有代码的情况下增加新的产品类和产品对象。 抽象工厂模式更进一步，它提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们的具体类。这种模式适用于需要一组相关对象的情况，使得客户端可以独立于具体的产品实现进行编程。 里氏代换原则是面向对象设计中的一个重要原则，它指出程序中的对象应该可以被其子类型对象替换而不影响程序的正确性。这一原则保证了代码的灵活性和可扩展性。 在上述内容中，通过代码示例展示了简单工厂模式的实现，其中`RoadFactory`类作为工厂角色，根据传入的名字创建`RailRoad`或`SandRoad`对象，这些对象都是抽象产品`Road`的实例。这样的设计使得添加新的道路类型时，只需要扩展产品类，而无需改动工厂类的代码，符合开闭原则。