Design Patterns 1 - Creational Patterns

軟體工程中的食譜

業界專家行之有年的經驗證明出這些patterns是經常性出現的設計難題的最好解答，所以是很實用的。

工程師之間了解design patterns的話，溝通也更精準，例如"這邊使用一個singleton pattern"。

Gang of Four

總共有23種，分成以下幾類:
1. creational patterns: 講述如何製造物件
2. structural patterns: 講述物件之間的關係
3. behavioral patterns: 講述物件間的責任，如何達成common goal

類別沒有那麼清楚，也是有模糊空間。

Singleton Pattern

某個class只能創造唯一一個instance，這種creational pattern稱為Singleton。
通常用在一個globally accessible object，而且合理的只能存在唯一的instance，例如系統的preference。

implementation可以簡單的利用private constructor，以及private static instance variable:

至於globally accessible的部分，就在於提供了一個class method來得到這個private instance variable。

另外這邊也用到了lazy creation，這對instance creation非常耗resource的class來說是個節省資源的好方法。

注意! 上面的implementation不是thread-safe，當多個thread嘗試獲取這個singleton instance的時候，race condition就會產生，單純對getInstance()做synchronization保護的話，只能保護object creation是synchronized，但不能確保這個singleton屬性的改變是thread-safe。

Factory Object Pattern (Not GoF pattern!)

簡單來說就是讓client把建立object 的責任delegate出去給一個factory object，在client選型號之後，一個工廠object就把東西丟出來給client，以下面例子:

這個pattern依賴subclassing，而顧客指定的型號就是各種不同的subclasses，真正創建一個class instance的過程稱為concrete instantiation。

client使用方式如下:

優點: 工廠新增或是刪除或是改變instantiation的方式，都不會動到client code。

限制: 不過client只能面對base class interface，舉例來說，各種Knife的subclass都被client用Knife type variable去承接，除非約定好工廠出來的東西一定是那個subclass，那就可以利用type casting去安全使用之。

Factory Method Pattern

Factory Method pattern不使用一個工廠物件來製造商品，而是在商品的abstract base class定義了一個abstract factory method，所有的concrete sublcasses都得implement這個factory method，所以把製造細節留給subclasses去決定，其實就是一般OOP的概念。