设计模式之工厂模式

2020-01-31  本文已影响0人  sssssss_

模式定义

  1. 简单工厂模式：专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。
  2. 工厂方法模式：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类。
  3. 抽象工厂模式：定义一个接口用于创建相关或有依赖关系的对象族，而无需明确指定具体类。
工厂方法模式UML 抽象工厂UML

模式使用场景

简单工厂模式

简单工厂.jpg 
public abstract class Mouse {
    public abstract void sayHi();
}
public class DellMouse extends Mouse {
    @Override
    public void sayHi() {
        System.out.println("DellMouse - sayHi");
    }
}
public class HpMouse extends Mouse {
    @Override
    public void sayHi() {
        System.out.println("HpMouse - sayHi");
    }
}
public class MouseFactory {
    public Mouse createMouse(int i) {
        switch (i) {
            case 0:
                return new DellMouse();
            case 1:
                return new HpMouse();
        }
        return null;
    }
}
public class client {
    public static void main(String[] args) {
        MouseFactory mouseFactory = new MouseFactory();
        Mouse m = mouseFactory.createMouse(0);
        m.sayHi();
    }
}

工厂模式

工厂模式.jpg 
// 省略 Mouse 、DellMouse、HpMouse 的代码

public abstract class MouseFactory {
    public abstract Mouse createMouse();
}
public class DellMouseFactory extends MouseFactory {
    @Override
    public Mouse createMouse() {
        return new DellMouse();
    }
}
public class HPMouseFarctrory extends MouseFactory {
    @Override
    public Mouse createMouse() {
        return new HpMouse();
    }
}
public class client {
    public static void main(String[] args) {
        HPMouseFarctrory hpf = new HPMouseFarctrory();
        Mouse mouse = hpf.createMouse();
        mouse.sayHi();
    }
}

抽象工厂模式

抽象工厂.jpg 
// 省略 Mouse 、DellMouse、HpMouse 的代码

public abstract class Keyboard {
    public abstract void sayTara();
}
public class DellKeboard extends Keyboard {
    @Override
    public void sayTara() {
        System.out.println("DellKeboard - sayTara");
    }
}
public class HpKeyboard extends Keyboard {
    @Override
    public void sayTara() {
        System.out.println("HpKeyboard - sayTara");
    }
}
public abstract class PcFactory {
    public abstract Mouse createMouse();
    public abstract Keyboard createKeyboard();
}
public class DellFactory extends PcFactory {
    @Override
    public Mouse createMouse() {
        return new DellMouse();
    }
    @Override
    public Keyboard createKeyboard() {
        return new DellKeboard();
    }
}
public class HpFactory extends PcFactory {
    @Override
    public Mouse createMouse() {
        return new HpMouse();
    }
    @Override
    public Keyboard createKeyboard() {
        return new HpKeyboard();
    }
}
public class client {
    public static void main(String[] args) {
        HpFactory hp = new HpFactory();
        Mouse mouse = hp.createMouse();
        mouse.sayHi();
        Keyboard k = hp.createKeyboard();
        k.sayTara();
    }
}

在抽象工厂模式中，假设我们需要增加一个工厂

抽象工厂_产品结构增1.jpg

在抽象工厂模式中，假设我们需要增加一个产品

抽象工厂_产品族增1.jpg

在抽象工厂模式中，采用反射的方式进行

public class client {
    public static void main(String[] args) {
        PcFactory factory = new ConcreteFactory();
        Mouse m = factory.createMouse(DellMouse.class);
        Keyboard k = factory.createKeyboard(DellKeboard.class);
        m.sayHi();
        k.sayTara();
    }
}
public abstract class PcFactory {
    public abstract <T extends Mouse> T createMouse(Class<T> mcls);
    public abstract <K extends Keyboard> K createKeyboard(Class<K> kcls);
}
// 具体的工厂，动态传入
public class ConcreteFactory extends PcFactory {
    @Override
    public <T extends Mouse> T createMouse(Class<T> mcls) {
        Mouse mouse = null;
        try {
            mouse = (Mouse) Class.forName(mcls.getName()).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return (T) mouse;
    }
    @Override
    public <K extends Keyboard> K createKeyboard(Class<K> kcls) {
        Keyboard keyboard = null;
        try {
            keyboard = (Keyboard) Class.forName(kcls.getName()).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return (K) keyboard;
    }
}

依赖抽象原则：

  1. 变量不要持有具体类的引用；
  2. 不要让类继承自具体类，要继承自抽象类或接口；
  3. 不要覆盖基类中已实现的方法；

抽象工厂和工厂方法的区别

抽象工厂模式与工厂方法模式的最大区别就在于，工厂方法模式针对的是一个产品等级结构；而抽象工厂模式则需要面对多个产品等级结构。

产品族和产品等级的概念

所谓产品族，是指位于不同产品等级结构中，功能相关联的产品组成的家族。比如AMD的主板、芯片组、CPU组成一个家族，Intel的主板、芯片组、CPU组成一个家族。而这两个家族都来自于三个产品等级：主板、芯片组、CPU。一个等级结构是由相同的结构的产品组成。

产品族和产品等级

模式优缺点

简单工厂模式：

  • 优点1：使代码结构清晰；
  • 优点2：对调用者屏蔽具体的产品类；
  • 优点3：降低耦合度；
  • 缺点1：当需求变动的时候，需要对原有的类进行修改，违背了开放封闭原则。

工厂方法模式：

  • 优点1：加入新产品符合开闭原则，提高可扩展性；(接口)
  • 缺点1：类的个数容易过多，增加复杂度；
  • 缺点2：增加了系统的抽象性和理解难度；

抽象方法模式：

  • 优点1：分离接口与实现；
  • 优点2：在切换产品类时更灵活、容易；
  • 缺点1：类文件的爆炸性增加；
  • 缺点2：不太容易扩展新的产品类，因为增加一个产品类需要修改抽象工厂，那么所有的具体工厂均会被修改。(所以使用抽象工厂模式时，对产品等级结构的划分是非常重要的。)

总结

无论是简单工厂模式，工厂方法模式，还是抽象工厂模式，他们都属于工厂模式，在形式和特点上也是极为相似的，他们的最终目的都是为了解耦。在使用时，我们不必去在意这个模式到底工厂方法模式还是抽象工厂模式，因为他们之间的演变常常是令人琢磨不透的。经常你会发现，明明使用的工厂方法模式，当新需求来临，稍加修改，加入了一个新方法后，由于类中的产品构成了不同等级结构中的产品族，它就变成抽象工厂模式了；而对于抽象工厂模式，当减少一个方法使的提供的产品不再构成产品族之后，它就演变成了工厂方法模式。所以，在使用工厂模式时，只需要关心降低耦合度的目的是否达到了。

参考资料

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