effective java 笔记(对象的创建)

于 2018-01-25 20:12:20 发布
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本文详细介绍了工厂模式的概念及其三种形式：简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式，并通过实例对比了它们之间的区别与联系。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

（一）创建和销毁对象

1.考虑用静态工厂方法代替构造器。

静态工厂就是类提供一个共有的静态工厂方法，它只是一个返回类的实例的静态方法。

例如：public static <K,V> HashM

2.遇到多个构造器参数时要考虑用构造器。

3用私有构造器或者枚举类型强化Singleton属性。

4.通过私有构造器强化不可实例化的能力

（二）类和接口
1.使类和成员的可访问性最小化

2.在共有类中使用访问方法而非公有域

3.复合优先于继承

4.要么为继承而设计，并提供文档说明，要么就禁止继承

5.接口优先于抽象类

6.接口只用于定义类型

7.类层次由于标签类

8.用函数对象表示策略

9.优先考虑静态成员

static是java中非常重要的一个关键字，而且它的用法也很丰富，主要有四种用法：

调用接口的内部类有两种方法：
1.接口名.类名
2.创建实现类implements接口，再直接实例化内部类
示例代码：
public interface Test{
    
	class A{
		public int a=1;
	}

}

--

public class Program {
    public static void main(String[] args) {
		Test.A a = new Test.A();
		System.out.println(a.a);
		new B().method();
	}
}
class B implements Test{
	
	void method(){
		System.out.println(new A().a);
	}
}


1用来修饰成员变量，将其变为类的成员，从而实现所有对象对于该成员的共享；
2用来修饰成员方法，将其变为类方法，可以直接使用“类名.方法名”的方式调用，常用于工具类；
3静态块用法，将多个类成员放在一起初始化，使得程序更加规整，其中理解对象的初始化过程非常关键；
4静态导包用法，将类的方法直接导入到当前类中，从而直接使用“方法名”即可调用类方法，更加方便。

在面向对象编程中, 最通常的方法是一个new操作符产生一个对象实例,new操作符就是用来构造对象实例的。但是在一些情况下, new操作符直接生成对象会带来一些问题。举例来说, 许多类型对象的创造需要一系列的步骤: 你可能需要计算或取得对象的初始设置; 选择生成哪个子对象实例; 或在生成你需要的对象之前必须先生成一些辅助功能的对象。 在这些情况,新对象的建立就是一个 “过程”，不仅是一个操作，像一部大机器中的一个齿轮传动。

模式的问题：你如何能轻松方便地构造对象实例，而不必关心构造对象实例的细节和复杂过程呢？

解决方案：建立一个工厂来创建对象

实现：

一、引言
    1）还没有工厂时代：假如还没有工业革命，如果一个客户要一款宝马车,一般的做法是客户去创建一款宝马车，然后拿来用。
    2）简单工厂模式：后来出现工业革命。用户不用去创建宝马车。因为客户有一个工厂来帮他创建宝马.想要什么车，这个工厂就可以建。比如想要320i系列车。工厂就创建这个系列的车。即工厂可以创建产品。
    3）工厂方法模式时代：为了满足客户，宝马车系列越来越多，如320i，523i,30li等系列一个工厂无法创建所有的宝马系列。于是由单独分出来多个具体的工厂。每个具体工厂创建一种系列。即具体工厂类只能创建一个具体产品。但是宝马工厂还是个抽象。你需要指定某个具体的工厂才能生产车出来。

   4）抽象工厂模式时代：随着客户的要求越来越高，宝马车必须配置空调。于是这个工厂开始生产宝马车和需要的空调。

   最终是客户只要对宝马的销售员说：我要523i空调车，销售员就直接给他523i空调车了。而不用自己去创建523i空调车宝马车.

   这就是工厂模式。

二、分类 
        工厂模式主要是为创建对象提供过渡接口，以便将创建对象的具体过程屏蔽隔离起来，达到提高灵活性的目的。 
工厂模式可以分为三类： 

1）简单工厂模式（Simple Factory） 
2）工厂方法模式（Factory Method） 
3）抽象工厂模式（Abstract Factory） 

 这三种模式从上到下逐步抽象，并且更具一般性。 
        GOF在《设计模式》一书中将工厂模式分为两类：工厂方法模式（Factory Method）与抽象工厂模式（Abstract Factory）。

        将简单工厂模式（Simple Factory）看为工厂方法模式的一种特例，两者归为一类。 

三、区别 
工厂方法模式：
一个抽象产品类，可以派生出多个具体产品类。   
一个抽象工厂类，可以派生出多个具体工厂类。   
每个具体工厂类只能创建一个具体产品类的实例。
抽象工厂模式：
多个抽象产品类，每个抽象产品类可以派生出多个具体产品类。   
一个抽象工厂类，可以派生出多个具体工厂类。   
每个具体工厂类可以创建多个具体产品类的实例。   
区别：
工厂方法模式只有一个抽象产品类，而抽象工厂模式有多个。   
工厂方法模式的具体工厂类只能创建一个具体产品类的实例，而抽象工厂模式可以创建多个。
两者皆可。 

 四、简单工厂模式 
建立一个工厂（一个函数或一个类方法）来制造新的对象。
分布说明引子：从无到有。客户自己创建宝马车，然后拿来用。

 

 

[java]  view plain  copy
  1. public class BMW320 {  
  2.     public BMW320(){  
  3.         System.out.println("制造-->BMW320");  
  4.     }  
  5. }  
  6.   
  7. public class BMW523 {  
  8.     public BMW523(){  
  9.         System.out.println("制造-->BMW523");  
  10.     }  
  11. }  
  12.   
  13. public class Customer {  
  14.     public static void main(String[] args) {  
  15.         BMW320 bmw320 = new BMW320();  
  16.         BMW523 bmw523 = new BMW523();  
  17.     }  
  18. }  

客户需要知道怎么去创建一款车,客户和车就紧密耦合在一起了.为了降低耦合,就出现了工厂类,把创建宝马的操作细节都放到了工厂里面去,客户直接使用工厂的创建工厂方法,传入想要的宝马车型号就行了,而不必去知道创建的细节.这就是工业革命了：简单工厂模式

即我们建立一个工厂类方法来制造新的对象。如图：

产品类：

[java]  view plain  copy
  1. abstract class BMW {  
  2.     public BMW(){  
  3.           
  4.     }  
  5. }  
  6.   
  7. public class BMW320 extends BMW {  
  8.     public BMW320() {  
  9.         System.out.println("制造-->BMW320");  
  10.     }  
  11. }  
  12. public class BMW523 extends BMW{  
  13.     public BMW523(){  
  14.         System.out.println("制造-->BMW523");  
  15.     }  
  16. }  

工厂类：

[java]  view plain  copy
  1. public class Factory {  
  2.     public BMW createBMW(int type) {  
  3.         switch (type) {  
  4.           
  5.         case 320:  
  6.             return new BMW320();  
  7.   
  8.         case 523:  
  9.             return new BMW523();  
  10.   
  11.         default:  
  12.             break;  
  13.         }  
  14.         return null;  
  15.     }  
  16. }  


客户类：

[java]  view plain  copy
  1. public class Customer {  
  2.     public static void main(String[] args) {  
  3.         Factory factory = new Factory();  
  4.         BMW bmw320 = factory.createBMW(320);  
  5.         BMW bmw523 = factory.createBMW(523);  
  6.     }  
  7. }  

   简单工厂模式又称静态工厂方法模式。重命名上就可以看出这个模式一定很简单。它存在的目的很简单：定义一个用于创建对象的接口。 
      先来看看它的组成： 
         1) 工厂类角色：这是本模式的核心，含有一定的商业逻辑和判断逻辑，用来创建产品
         2) 抽象产品角色：它一般是具体产品继承的父类或者实现的接口。         
         3) 具体产品角色：工厂类所创建的对象就是此角色的实例。在java中由一个具体类实现。 
        
        下面我们从开闭原则（对扩展开放；对修改封闭）上来分析下简单工厂模式。当客户不再满足现有的车型号的时候，想要一种速度快的新型车，只要这种车符合抽象产品制定的合同，那么只要通知工厂类知道就可以被客户使用了。所以对产品部分来说，它是符合开闭原则的；但是工厂部分好像不太理想，因为每增加一种新型车，都要在工厂类中增加相应的创建业务逻辑（createBMW(int type)方法需要新增case），这显然是违背开闭原则的。可想而知对于新产品的加入，工厂类是很被动的。对于这样的工厂类，我们称它为全能类或者上帝类。 
        我们举的例子是最简单的情况，而在实际应用中，很可能产品是一个多层次的树状结构。由于简单工厂模式中只有一个工厂类来对应这些产品，所以这可能会把我们的上帝累坏了，也累坏了我们这些程序员。
        于是工厂方法模式作为救世主出现了。 工厂类定义成了接口,而每新增的车种类型,就增加该车种类型对应工厂类的实现,这样工厂的设计就可以扩展了,而不必去修改原来的代码。
五、工厂方法模式 
        工厂方法模式去掉了简单工厂模式中工厂方法的静态属性，使得它可以被子类继承。这样在简单工厂模式里集中在工厂方法上的压力可以由工厂方法模式里不同的工厂子类来分担。 
工厂方法模式组成： 
       1)抽象工厂角色： 这是工厂方法模式的核心，它与应用程序无关。是具体工厂角色必须实现的接口或者必须继承的父类。在java中它由抽象类或者接口来实现。 
       2)具体工厂角色：它含有和具体业务逻辑有关的代码。由应用程序调用以创建对应的具体产品的对象。 
       3)抽象产品角色：它是具体产品继承的父类或者是实现的接口。在java中一般有抽象类或者接口来实现。 
       4)具体产品角色：具体工厂角色所创建的对象就是此角色的实例。在java中由具体的类来实现。 
       工厂方法模式使用继承自抽象工厂角色的多个子类来代替简单工厂模式中的“上帝类”。正如上面所说，这样便分担了对象承受的压力；而且这样使得结构变得灵活 起来——当有新的产品产生时，只要按照抽象产品角色、抽象工厂角色提供的合同来生成，那么就可以被客户使用，而不必去修改任何已有 的代码。可以看出工厂角色的结构也是符合开闭原则的！ 

代码如下： 

产品类：

[java]  view plain  copy
  1. abstract class BMW {  
  2.     public BMW(){  
  3.           
  4.     }  
  5. }  
  6. public class BMW320 extends BMW {  
  7.     public BMW320() {  
  8.         System.out.println("制造-->BMW320");  
  9.     }  
  10. }  
  11. public class BMW523 extends BMW{  
  12.     public BMW523(){  
  13.         System.out.println("制造-->BMW523");  
  14.     }  
  15. }  


创建工厂类：

[java]  view plain  copy
  1. interface FactoryBMW {  
  2.     BMW createBMW();  
  3. }  
  4.   
  5. public class FactoryBMW320 implements FactoryBMW{  
  6.   
  7.     @Override  
  8.     public BMW320 createBMW() {  
  9.   
  10.         return new BMW320();  
  11.     }  
  12.   
  13. }  
  14. public class FactoryBMW523 implements FactoryBMW {  
  15.     @Override  
  16.     public BMW523 createBMW() {  
  17.   
  18.         return new BMW523();  
  19.     }  
  20. }  


客户类：

[java]  view plain  copy
  1. public class Customer {  
  2.     public static void main(String[] args) {  
  3.         FactoryBMW320 factoryBMW320 = new FactoryBMW320();  
  4.         BMW320 bmw320 = factoryBMW320.createBMW();  
  5.   
  6.         FactoryBMW523 factoryBMW523 = new FactoryBMW523();  
  7.         BMW523 bmw523 = factoryBMW523.createBMW();  
  8.     }  
  9. }  


 工厂方法模式仿佛已经很完美的对对象的创建进行了包装，使得客户程序中仅仅处理抽象产品角色提供的接口，但使得对象的数量成倍增长。当产品种类非常多时，会出现大量的与之对应的工厂对象，这不是我们所希望的。

参考http://blog.youkuaiyun.com/hguisu/article/details/7505909


以上就是简单工厂模式，工厂方法模式，抽象工厂模式在这里。


Bilder模式定义：

        将一个复杂对象的构建和表示分离，是同样的创建构建过程可以创造不同的表示。
 
     Builder模式是一步一步创建一个复杂的对象，它允许用户可以只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们。用用不知道内部的具体构建细节。Builder模式是非常类似抽象工厂模式，细微的区别大概只是在反复使用中才能体会到。

为何使用建造者模式

      是为了将复杂对象的构建过程与它的部件分离。注意: 是解耦过程和部件。


    因为一个复杂的对象，不但有很多大量组成部分。例如汽车，有很多部件：车轮、方向盘、发动机，还有各种小零件等等，部件很多，但远不止这些，如何将这些部件装配成一辆汽车，这个装配过程也很复杂(需要很好的组装技术)，Builder模式就是为了将部件和组装过程分开。

建造者模式典型结构图





如何使用建造者模式

      首先假设一个复杂对象是由多个部件组成的，Builder模式是把复杂对象的创建和部件的创建分开来，分别用Director和Builder类来表示。


如果需要一个接口来创建部件：

[java]  view plain  copy
  1. package com.designpatten.builder;  
  2.   
  3.   
  4. public interface Builder {  
  5.     void buildCarWheel() ;  
  6.     void buildSteeringWheel() ;  
  7.     void buildEngine() ;  
  8.     void buildCarFrame() ;  
  9.     Car getCar() ;  
  10. }  

在Director中构建复杂对象，将Builder中定义的一个一个部件组装起来。

[java]  view plain  copy
  1. package com.designpatten.builder;  
  2.   
  3. public class Director {  
  4.   
  5.     private Builder builder ;  
  6.       
  7.     public Director(Builder builder){  
  8.         this.builder = builder ;  
  9.     }  
  10.       
  11.     public void getCarTogether(){  
  12.         builder.buildCarFrame() ;  
  13.         builder.buildEngine();  
  14.         builder.buildCarWheel() ;  
  15.         builder.buildSteeringWheel() ;  
  16.     }  
  17.       
  18. }  
实现具体的Builder：

  • 通过实现接口，来完成部件的构建过程
  • 重新获得目标对象接口
[java]  view plain  copy
  1. package com.designpatten.builder;  
  2.   
  3. public class BenzBuilder implements Builder {  
  4.   
  5.     private Benz benz ;  
  6.       
  7.     public BenzBuilder(){  
  8.         benz = new Benz() ;  
  9.     }  
  10.       
  11.     @Override  
  12.     public void buildCarWheel() {  
  13.         System.out.println("Benz add Wheel");  
  14.     }  
  15.   
  16.     @Override  
  17.     public void buildSteeringWheel() {  
  18.         System.out.println("Benz add SteeringWheel");  
  19.     }  
  20.   
  21.     @Override  
  22.     public void buildEngine() {  
  23.         System.out.println("Benz add engine");  
  24.     }  
  25.   
  26.     @Override  
  27.     public void buildCarFrame() {  
  28.         System.out.println("Benz add frame");  
  29.     }  
  30.   
  31.     @Override  
  32.     public Car getCar() {  
  33.         return benz;  
  34.     }  
  35.   
  36. }  
[java]  view plain  copy
  1. package com.designpatten.builder;  
  2.   
  3.   
  4. public class BMWBuilder implements Builder {  
  5.   
  6.   
  7.     private BMW bmw ;   
  8.       
  9.     public BMWBuilder(){  
  10.         bmw = new BMW() ;  
  11.     }  
  12.       
  13.     @Override  
  14.     public void buildCarWheel() {  
  15.         System.out.println("BMW add CarWheel");  
  16.     }  
  17.   
  18.   
  19.     @Override  
  20.     public void buildSteeringWheel() {  
  21.         System.out.println("BMW add SteeringWheel");  
  22.     }  
  23.   
  24.   
  25.     @Override  
  26.     public void buildEngine() {  
  27.         System.out.println("BMW add Engine");  
  28.     }  
  29.   
  30.   
  31.     @Override  
  32.     public void buildCarFrame() {  
  33.         System.out.println("BMW add Frame");  
  34.     }  
  35.   
  36.   
  37.     @Override  
  38.     public Car getCar() {  
  39.         return bmw;  
  40.     }  
  41.   
  42.   
  43. }  
具体的产品信息

[java]  view plain  copy
  1. package com.designpatten.builder;  
  2.   
  3. public interface Car {  
  4.       
  5.     void run() ;  
  6.       
  7. }  

[java]  view plain  copy
  1. package com.designpatten.builder;  
  2.   
  3. public class BMW implements Car {  
  4.   
  5.     @Override  
  6.     public void run() {  
  7.         System.out.println("BMW ---> run()");  
  8.     }  
  9.   
  10. }  
[java]  view plain  copy
  1. package com.designpatten.builder;  
  2.   
  3. public class Benz implements Car {  
  4.   
  5.     @Override  
  6.     public void run() {  
  7.         System.out.println("Benz -------> run()");  
  8.     }  
  9.   
  10. }  
生产Car

[java]  view plain  copy
  1. package com.designpatten.builder;  
  2.   
  3. public class Client {  
  4.     public static void main(String[] args) {  
  5.         BenzBuilder benzBuilder = new BenzBuilder() ;  
  6.         BMWBuilder bmwBuilder = new BMWBuilder() ;  
  7.           
  8.         Director benzDirector = new Director(benzBuilder) ;  
  9.         benzDirector.getCarTogether() ;  
  10.         Car benz = benzBuilder.getCar() ;  
  11.         benz.run() ;  
  12.         System.out.println("----------------------------");  
  13.         Director bmwDirector = new Director(bmwBuilder) ;  
  14.         bmwDirector.getCarTogether() ;  
  15.         Car bmw = bmwBuilder.getCar() ;  
  16.         bmw.run() ;  
  17.     }  
  18. }  

输出结构

[java]  view plain  copy
  1. Benz add frame  
  2. Benz add engine  
  3. Benz add Wheel  
  4. Benz add SteeringWheel  
  5. Benz -------> run()  
  6. ----------------------------  
  7. BMW add Frame  
  8. BMW add Engine  
  9. BMW add CarWheel  
  10. BMW add SteeringWheel  
  11. BMW ---> run()  

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