设计模式——工厂模式
2018-05-05 本文已影响32人
BrightLoong
factory
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一.概述
工厂模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的设计模式之一，其通过提供对象创建工厂，将创建对象的具体过程屏蔽起来，使调用的客户端不用关心具体的对象创建过程，提高了灵活性。
工厂模式属于创建型模式。
工厂模式根据抽象层的不用，可以分为以下三类：
- 简单工厂模式
- 工厂方法模式
- 抽象工厂模式
其中“简单工厂模式”并不属于设计模式的一种，通俗的说是一种编程经验。
二. 简单工厂模式
简单工厂模式是工厂对象根据传入的参数不同，创建不同的对象实例。
UML类图解析
SimpleFactory
- Product：产品接口，也可以是抽象类。
- ProductA，ProductB：具体产品实现。
- Factory：根据传入的参数创建具体的产品的工厂，供客户端调用。
代码实现
图形接口定义
package io.github.brightloong.design.factory;
/**
* Created by BrightLoong on 2018/5/5.
*/
public interface Shap {
void draw();
}
图形实现——Circle
package io.github.brightloong.design.factory;
/**
* Created by BrightLoong on 2018/5/5.
*/
public class Circle implements Shap{
public void draw() {
System.out.println("it is a circle");
}
}
图形实现——Square
package io.github.brightloong.design.factory;
/**
* Created by BrightLoong on 2018/5/5.
*/
public class Square implements Shap {
public void draw() {
System.out.println("it is a square");
}
}
工厂
关于工厂，最简单的是传入一个参数，使用 if, else或者case做条件判断返回不同的产品实现，也可以使用反射的方法，来消除这些判断条件。
package io.github.brightloong.design.factory;
/**
* Created by BrightLoong on 2018/5/5.
*/
public class SimpleShapFactory {
public Shap create(String shapType) {
if ("circle".equals(shapType)) {
return new Circle();
} else if ("square".equals(shapType)) {
return new Square();
}
return null;
}
/**
* 可以使用这种方式消除if之类的条件判断
* @param clz
* @param <T>
* @return
*/
public <T> Shap create(Class<T> clz) {
Shap shap = null;
try {
shap = (Shap) clz.newInstance();
} catch (InstantiationException e) {
return null;
} catch (IllegalAccessException e) {
return null;
}
return shap;
}
}
客户端调用
package io.github.brightloong.design.factory;
/**
* Created by BrightLoong on 2018/5/5.
*/
public class Client1 {
public static void main(String[] args) {
Shap shap = new SimpleShapFactory().create("circle");
if (shap != null) {
shap.draw();
}
Shap shap1 = new SimpleShapFactory().create(Square.class);
if (shap1 != null) {
shap1.draw();
}
}
}
输出结果
it is a circle
it is a square
优点
- 隐藏了具体的对象创建细节，提高了灵活性。
- 便于扩展，添加新的产品时候只需要添加一个新的产品类，修改工厂。
缺点
- 每添加一个新的产品都要修改工厂类在其中添加判断分支（如果没有用反射的方式），违反了开放-封闭原则。
- 如果添加的产品过多会导致类膨胀。
三. 工厂方法模式
工厂方法模式除了对产品类的抽象外，又添加了对工厂的抽象，不再在工厂中进行调用逻辑的判断处理，而是将这个判断放在了客户端。工厂方法针对每一产品都提供一个工厂类，不同的工厂创建不同的产品实例。
UML类图解析
factoryMethod
工厂方法模式和简单工厂类似，不同的就是这里对工厂进行了抽象，有了一个抽象的工厂角色——AbstarctFactory。
代码实现
产品实现和简单工厂模式的一样，这里不再给出。
AbstractFactory——FactoryMethod
package io.github.brightloong.design.factory;
/**
* Created by BrightLoong on 2018/5/5.
*/
public abstract class FactoryMethod {
abstract Shap createShap();
}
FactoryA——CircleFactory
package io.github.brightloong.design.factory;
/**
* Created by BrightLoong on 2018/5/5.
*/
public class CircleFactory extends FactoryMethod {
public Shap createShap() {
return new Circle();
}
}
FactoryB——SquareFactory
package io.github.brightloong.design.factory;
/**
* Created by BrightLoong on 2018/5/5.
*/
public class SquareFactory extends FactoryMethod {
public Shap createShap() {
return new Square();
}
}
客户端调用
package io.github.brightloong.design.factory;
/**
* Created by BrightLoong on 2018/5/5.
*/
public class Client2 {
public static void main(String[] args) {
Shap shap = new SquareFactory().createShap();
shap.draw();
}
}
输出
it is a square
优点
- 拥有简单工厂模式的优点。
- 具有简单工厂模式的优点，并且再此基础上满足了开放-封闭原则，系统中加入新产品时，无须修改抽象工厂和抽象产品提供的接口，无须修改客户端，也无须修改其他的具体工厂和具体产品，而只要添加一个具体工厂和具体产品就可以了。这样，系统的可扩展性也就变得非常好，完全符合“开闭原则”。
缺点
- 随着产品类的增加，要提供与其对应的子类，系统中类个数成对增加，在一定程度上增加了系统的复杂性。
四. 抽象工厂模式
上面说道的简单工厂和工厂模式都只能创建一个产品实例，抽象工厂提供了生成多产品的功能。这里很多地方提到了产品族 的说法，比如生产面包的工厂不止生产面包，还会生产饼干、糖果之类的。
UML类图解析
factoryMethod
这里有ProductA和ProductB两个产品抽象，并且分别有两个具体实现，抽象工厂AbstractFactory和之前不同的是这里提供了两个生产产品的方法——crateProductA和crateProductB。
代码实现
在之前Shap产品的基础上增加Colro产品，具体代码如下：
Color
public interface Color {
void fill();
}
Color实现——Red
public class Red implements Color {
@Override
public void fill() {
System.out.println("it is red.");
}
}
Color实现——Green
public class Green implements Color {
@Override
public void fill() {
System.out.println("it is green");
}
}
抽象工厂—— AbstractFactory
public abstract class AbstractFactory {
abstract Color createColor();
abstract Shape createShape() ;
}
工厂实现1
package io.github.brightloong.design.factory;
/**
* Created by BrightLoong on 2018/5/5.
*/
public class RedCircleFactory extends AbstractFactory {
Shap createShap() {
return new Circle();
}
Color createColor() {
return new Red();
}
}
工厂实现2
package io.github.brightloong.design.factory;
/**
* Created by BrightLoong on 2018/5/5.
*/
public class GreenSquareFactory extends AbstractFactory {
Shap createShap() {
return new Square();
}
Color createColor() {
return new Green();
}
}
客户端调用
package io.github.brightloong.design.factory;
/**
* Created by BrightLoong on 2018/5/2.
*/
public class Client3 {
public static void main(String[] args) {
AbstractFactory factory = new RedCircleFactory();
Shap shap = factory.createShap();
Color color = factory.createColor();
shap.draw();
color.fill();
}
}
输出
it is a circle
it is red.
优点
- 支持了不同类型的产品，更加灵活。
缺点
- 缺点很明显，类膨胀越来越厉害。
