JAVA设计模式——工厂模式简单工厂模式工厂方法模式抽象工厂模式

Posted 2021-11-23 龍弟-idea

目录

简单工厂模式

传统方式

简单工厂模式

静态工厂模式

工厂方法模式

抽象工厂模式

工厂模式JDK-Calendar源码分析

工厂模式小结

---

简单工厂模式

  看一个具体的需求

看一个披萨的项目:要便于披萨种类的扩展，要便于维护

（1）披萨的种类很多(比如GreekPizz、CheesePizz等)
（2）披萨的制作有prepare，bake, cut, box
（3）完成披萨店订购功能。
 

传统方式

  使用传统的方式来完成

①思路分析（类图）

②代码演示

 编写OrderPizza.java去订购需要的各种Pizza

public class OrderPizza {
    //构造器
    public OrderPizza(){
        Pizza pizza=null;
        String orderType;//订购披萨的类型
        do{
            orderType=getType();
            if(orderType.equals("greek")){
                pizza=new GreekPizza();
                pizza.setName("希腊披萨");
            }else if(orderType.equals("chesse")){
                pizza=new CheesePizza();
                pizza.setName("奶酪披萨");
            }else{
                break;
            }
            //输出pizza制作过程
            pizza.prepare();
            pizza.bake();
            pizza.cut();
            pizza.box();
        }while(true);
    }
    private String getType(){
        try{
        BufferedReader strin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        System.out.println("input pizza type:");
        String str=strin.readLine();
        return str;
    }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}


public class PizzaStore {
    public static void main(String[] args) {
        new OrderPizza();
    }
}

public class GreekPizza extends Pizza{
    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("给希腊披萨准备原材料");
    }
}

public class PepperPizza extends Pizza{

    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("给胡椒披萨准备原材料");
    }
}
public class CheesePizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("给制作奶酪披萨，准备原材料");
    }
}
public abstract class Pizza {
    //名字
    protected String name;
    //准备原材料，不同的披萨不一样，所以为抽象方法
    public abstract void prepare();
    public void bake(){
        System.out.println(name+ " baking;");
    }
    public void cut(){
        System.out.println(name+" cutting;");
    }
    public void box(){
        System.out.println(name+" boxing");
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

传统方式的优缺点

1)优点是比较好理解，简单易操作。
2)缺点是违反了设计模式的ocp 原则，即对扩展开放，对修改关闭。即当我们给类增加新功能的时候，尽量不修
改代码，或者尽可能少修改代码.
3)比如我们这时要新增加一个Pizza的种类(Pepper披萨)，我们需要做如下修改.如果我们增加一个 Pizza类，只要是订购Pizza的代码都需要修改。

4)改进的思路分析
分析:修改代码可以接受，但是如果我们在其它的地方也有创建 Pizza的代码,就意味着，也需要修改，而创建Pizza的代码，往往有多处。
思路:把创建Pizza对象封装到一个类中，这样我们有新的Pizza种类时,只需要修改该类就可,其它有创建到Pizza对象的代码就不需要修改了.->简单工厂模式

简单工厂模式

基本介绍

1）简单工厂模式是属于创建型模式，是工厂模式的一种。简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式
2）简单工厂模式:定义了一个创建对象的类，由这个类来封装实例化对象的行为(代码)
3）在软件开发中，当我们会用到大量的创建某种、某类或者某批对象时，就会使用到工厂模式.

使用简单工厂模式

简单工厂模式的设计方案:定义一个可以实例化Pizaa对象的类，封装创建对象的代码。
        

 代码演示：

//简单工厂类
public class SimpleFactory {
    //根据orderType,返回对应的Pizza对象
    public Pizza createPizza(String orderType){
        Pizza pizza=null;
        System.out.println("使用简单工厂模式");
        if(orderType.equals("greek")){
            pizza=new GreekPizza();
            pizza.setName("希腊披萨");
        }else if(orderType.equals("chesse")){
            pizza=new CheesePizza();
            pizza.setName("奶酪披萨");
        }else if(orderType.equals("pepper")){
            pizza=new PepperPizza();
            pizza.setName("胡椒披萨");
        }
        return pizza;
    }
    //简单工厂模式也叫静态工厂模式
}

public class OrderPizza {
 //定义一个简单工厂对象
    SimpleFactory simpleFactory;
    Pizza pizza=null;

    //构造器
    public OrderPizza(SimpleFactory simpleFactory){
        setFactory(simpleFactory);
    }


    public void setFactory(SimpleFactory simpleFactory){
        String orderType="";//用户输入
        this.simpleFactory=simpleFactory;//设置简单工厂对象

        do{
            orderType=getType();
            pizza=this.simpleFactory.createPizza(orderType);
            //输出pizza
            if(pizza!=null){    //订购成功
                pizza.prepare();
                pizza.bake();
                pizza.cut();
                pizza.box();
            }else{
                System.out.println("订购披萨失败");
                break;
            }
        }while (true);

    }


    private String getType(){
        try{
        BufferedReader strin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        System.out.println("input pizza type:");
        String str=strin.readLine();
        return str;
    }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}

//相当于一个客户端，发出订购
public class PizzaStore {
    public static void main(String[] args) {
     //使用简单工厂模式
     new OrderPizza(new SimpleFactory());
     System.out.println("退出程序");
    }
}

静态工厂模式

代码演示：

//简单工厂类
public class SimpleFactory {
    //根据orderType,返回对应的Pizza对象
    public static Pizza createPizza2(String orderType){
        Pizza pizza=null;
        System.out.println("使用简单工厂模式2");
        if(orderType.equals("greek")){
            pizza=new GreekPizza();
            pizza.setName("希腊披萨");
        }else if(orderType.equals("chesse")){
            pizza=new CheesePizza();
            pizza.setName("奶酪披萨");
        }else if(orderType.equals("pepper")){
            pizza=new PepperPizza();
            pizza.setName("胡椒披萨");
        }
        return pizza;
    }
    //简单工厂模式也叫静态工厂模式
}

public class OrderPizza2 {
    Pizza pizza=null;
    String orderType="";
    //构造器
    public OrderPizza2(){
        do{
            orderType=getType();
            pizza=SimpleFactory.createPizza2(orderType);
            //输出pizza
            if(pizza!=null){    //订购成功
                pizza.prepare();
                pizza.bake();
                pizza.cut();
                pizza.box();
            }else{
                System.out.println("订购披萨失败");
                break;
            }
        }while (true);
    }
    //写一个方法，可以客户希望订购披萨的种类
    private String getType(){
        try{
            BufferedReader strin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("input pizza type:");
            String str=strin.readLine();
            return str;
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}

工厂方法模式

一个新的需求：披萨项目新的需求:客户在点披萨时，可以点不同口味的披萨，比如北京的奶酪piza、北京的胡椒pizza或者是伦敦的奶酪pizza、伦敦的胡椒pizza。

思路1：使用简单工厂模式，创建不同的简单工厂类，比如BJPizzaSimpleFactory、LDPizzaSimpleFactory等等.从当前这个案例来说，也是可以的，但是考虑到项目的规模，以及软件的可维护性、可扩展性并不是特别好

思路2：使用工厂方法模式

工厂方法模式介绍

1)工厂方法模式设计方案:将披萨项目的实例化功能抽象成抽象方法，在不同的口味点餐子类中具体实现。

2)工厂方法模式:定义了一个创建对象的抽象方法，由子类决定要实例化的类。工厂方法模式将对象的实例化推迟到子类。
工厂方法模式应用案例

1)披萨项目新的需求:客户在点披萨时，可以点不同口味的披萨﹐比如北京的奶酪pizza、北京的胡椒pizza或者是伦敦的奶酪pizza、伦敦的胡椒pizza
2)思路分析图解

3）代码演示

public class BJCheesePizza extends Pizza {
	@Override
	public void prepare() {
		// TODO Auto-generated method stub
		setName("北京的奶酪pizza");
		System.out.println("北京的奶酪pizza,准备材料 ");
	}

}

public class BJPepperPizza extends Pizza {
	@Override
	public void prepare() {
		// TODO Auto-generated method stub
		setName("北京的胡椒pizza");
		System.out.println(" 北京的胡椒pizza,准备材料 ");
	}
}
public class LDPepperPizza extends Pizza{
	@Override
	public void prepare() {
		// TODO Auto-generated method stub
		setName("伦敦的胡椒pizza");
		System.out.println("伦敦的胡椒pizza,准备材料 ");
	}
}
public class LDCheesePizza extends Pizza{

	@Override
	public void prepare() {
		// TODO Auto-generated method stub
		setName("伦敦的奶酪pizza");
		System.out.println("伦敦的奶酪pizza,准备材料");
	}
}
public abstract class Pizza {
	protected String name; //名字

	//准备原材料，不同的披萨不一样，所以为抽象方法
	public abstract void prepare();

	
	public void bake() {
		System.out.println(name + " baking;");
	}

	public void cut() {
		System.out.println(name + " cutting;");
	}

	public void box() {
		System.out.println(name + " boxing;");
	}

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
}

public abstract class OrderPizza {

	//定义一个抽象方法，createPizza，让各个子类自己实现
	abstract Pizza createPizza(String orderType);
	
	//构造器
	public OrderPizza() {
		Pizza pizza = null;
		String orderType; //订购披萨的类型
		do {
			orderType = getType();
			pizza = createPizza(orderType); //抽象方法，由工厂子类完成
			//输出pizza 制作过程
			pizza.prepare();
			pizza.bake();
			pizza.cut();
			pizza.box();
			
		} while (true);
	}
	//
	private String getType() {
		try {
			BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
			System.out.println("input pizza 种类:");
			String str = strin.readLine();
			return str;
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
			return "";
		}
	}

}


public class BJOrderPizza extends OrderPizza {
	@Override
	Pizza createPizza(String orderType) {
	
		Pizza pizza = null;
		if(orderType.equals("cheese")) {
			pizza = new BJCheesePizza();
		} else if (orderType.equals("pepper")) {
			pizza = new BJPepperPizza();
		}
		// TODO Auto-generated method stub
		return pizza;
	}
}


public class LDOrderPizza extends OrderPizza {
	@Override
	Pizza createPizza(String orderType) {
		Pizza pizza = null;
		if(orderType.equals("cheese")) {
			pizza = new LDCheesePizza();
		} else if (orderType.equals("pepper")) {
			pizza = new LDPepperPizza();
		}
		// TODO Auto-generated method stub
		return pizza;
	}
}

public class PizzaStore {
	public static void main(String[] args) {
		String loc = "bj";
		if (loc.equals("bj")) {
			//创建北京口味的各种披萨
			new BJOrderPizza();
		} else {
			//创建伦敦口味的各种披萨
			new LDOrderPizza();
		}
		// TODO Auto-generated method stub
	}
}

抽象工厂模式

基本介绍
l)抽象工厂模式:定义了一个interface接口用于创建相关或有依赖关系的对象簇，而无需指明具体的类
2)抽象工厂模式可以将简单工厂模式和工厂方法模式进行整合。
3)从设计层面看，抽象工厂模式就是对简单工厂模式的改进(或者称为进一步的抽象)。
4) 将工厂抽象成两层，AbsFactory(抽象工厂）和具体实现的工厂子类。程序员可以根据创建对象类型使用对应的工厂子类。这样将单个的简单工厂类变成了工厂簇，更利于代码的维护和扩展。
5)类图

抽象工厂模式应用实例
使用抽象工厂模式完成披萨项目

//一个抽象工厂模式的抽象层(接口)
public interface AbsFactory {
	//让下面的工厂子类来具体实现
	public Pizza createPizza(String orderType);
}

public class LDFactory implements AbsFactory {
	@Override
	public Pizza createPizza(String orderType) {
		System.out.println("~使用的是抽象工厂模式~");
		Pizza pizza = null;
		if (orderType.equals("cheese")) {
			pizza = new LDCheesePizza();
		} else if (orderType.equals("pepper")) {
			pizza = new LDPepperPizza();
		}
		return pizza;
	}
}

//这是工厂子类
public class BJFactory implements AbsFactory {

	@Override
	public Pizza createPizza(String orderType) {
		System.out.println("~使用的是抽象工厂模式~");
		// TODO Auto-generated method stub
		Pizza pizza = null;
		if(orderType.equals("cheese")) {
			pizza = new BJCheesePizza();
		} else if (orderType.equals("pepper")){
			pizza = new BJPepperPizza();
		}
		return pizza;
	}
}

public class OrderPizza {

	AbsFactory factory;

	// 构造器
	public OrderPizza(AbsFactory factory) {
		setFactory(factory);
	}

	private void setFactory(AbsFactory factory) {
		Pizza pizza = null;
		String orderType = ""; //用户输入
		this.factory = factory;
		do {
			orderType = getType();
			// factory 可能是北京的工厂子类，也可能是伦敦的工厂子类
			pizza = factory.createPizza(orderType);
			if (pizza != null) { // 订购ok
				pizza.prepare();
				pizza.bake();
				pizza.cut();
				pizza.box();
			} else {
				System.out.println("订购失败");
				break;
			}
		} while (true);
	}

	// 写一个方法，可以获取客户希望订购的披萨种类
	private String getType() {
		try {
			BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
			System.out.println("input pizza 类型:");
			String str = strin.readLine();
			return str;
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
			return "";
		}
	}
}


public class PizzaStore {
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		//new OrderPizza(new BJFactory());
		new OrderPizza(new LDFactory());
	}
}

工厂模式JDK-Calendar源码分析

JDK中的Calendar类中，就使用了简单工厂模式

工厂模式小结

1)工厂模式的意义
将实例化对象的代码提取出来，放到一个类中统一管理和维护，达到和主项目的依赖关系的解耦。从而提高项目的扩展和维护性。
2)三种工厂模式(简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式)
3)设计模式的依赖抽象原则

①创建对象实例时，不要直接new类，而是把这个new类的动作放在一个工厂的方法中，并返回。有的书上说，变量不要直接持有具体类的引用。
②不要让类继承具体类，而是继承抽象类或者是实现interface(接口)
③不要覆盖基类中已经实现的方法。