java设计模式之简单工厂模式

Posted 2022-09-05 J_Newbie

定义：

简单工厂模式又叫作静态工厂方法模式，简单来说，简单工厂模式有一个具体的工厂类，可以生成多个不同的产品，属于创建型设计模式，

应用场景：

对于产品种类相对较少的情况下，考虑使用简单工厂模式可以方便的创建所需的产品。使用简单工厂模式的用户只需要传入工厂类的参数，不需要关心如何创建对象的逻辑。

简单工厂模式的UML类图：

 

右上图可见，简单工厂模式包括三个部分：

1. 简单工厂：是简单工厂模式的核心，负责实现创建所有实例的内部逻辑。工厂类的创建产品类的方法可以被外界直接调用，创建所需的产品对象。

2. 抽象产品，是简单工厂创建的所有对象的父类，负责描述所有实例共有的公共接口。

3. 具体产品：简单工厂模式的创建目标

通用写法：

public class Client
  public static void main(String[] args)
    new SimpleFactory().makeProduct(1);
  

//抽象产品
public interface IProduct
  void doSomething();

//具体产品：ProductA
public class ProductA implements IProduct
  public void doSomething()
    System.out.println("i am Product A");
  

//具体产品：ProductB
public class ProductB implements IProduct
  public void doSomething()
    System.out.println("i am Product B");
  

//具体产品：ProductC
public class ProductC implements IProduct
  public void doSomething()
    System.out.println("i am Product C");
  

final class Const
  static final int PRODUCT_A =0;
  static final int PRODUCT_B =1;
  static final int PRODUCT_C =2;

public class SimpleFactory
  public static IProduct makeProduct(int kind)
    switch(kind)
      case Const.PRODUCT_A:
        return new ProductA();
      case Const.PRODUCT_B:
        return new ProductB();
      case Const.PRODUCT_C:
        return new ProductC();
    
    return null;
  

实例：

以课程为例，目前有java架构，大数据，人工智能等课程，已经形成了一个生态，我们可以定义一个课程标准ICourse接口

public interface ICourse
  public void record();

创建一个Java课程的实现类JavaCourse

public class JavaCourse implements ICourse
  public void record()
    System.out.println("录制java课程");
  

客户端调用代码如下：

public static void main(String[] args)
  ICourse course = new JavaCourse();
  course.record();

有上面代码可知，父类ICourse指向子类JavaCourse的引用，应用层代码需要依赖JavaCourse，如果业务扩展，则继续增加PythonCourse，甚至更多，那么客户端的依赖就会变的越来越臃肿。因此，用简单工厂模式对代码进行优化。

public class PythonCourse implements ICourse
  public void record()
    System.out.println("录制PythonCourse课程");
  

然后创建CourseFactory工厂类

public class CourseFactory
  public ICourse create(String name)
    if("java".equals(name))
      return new JavaCourse();
    else if("python".equals(name))
      return new PythonCourse();
    else
      return null;
    
  

最后修改客户端调用代码

public class SimpleFactoryTest
  public static void main(String[] args)
    CourseFactory factory = new CourseFactory();
    factory.create("java");
  

客户端调用虽然简单了，但是如果业务继续扩展，要增加前段课程，则工厂中的create（）方法就要随着产品链的丰富，每次都要修改代码逻辑，这不符合开闭原则。因此可以使用反射技术继续对代码进行优化。代码如下：

public class CourseFactory
  public ICourse create(String className)
    try
      if(!(null == className || "".equals(className)))
        return (ICourse)Class.forName(className).newInstance();
      
    catch(Exception e)
      e.printStackTrace();
    
    return null;
  

客户端调用代码如下：

public static void main(String[] args)
   CourseFactory factory = new CourseFactory();
  ICourse course = factory.create("com.XXX.JavaCourse");
  course.record();

优化之后，产品不断丰富，不需要修改CourseFactory中的代码。但问题是，方法参数是字符串，可控性有待提高，而且需要强制转型，继续修改代码

public ICourse create(Class<? extends ICourse> clazz)
  try
    if(null != clazz)
      return clazz.newInstance();
    
  catch(Exception e)
    e.printStackTrace();
  

优化客户端代码：

public static void main(String[] args)
  CourseFactory factory = new CourseFactory();
  ICourse course = factory.create(JavaCourse.class);
  course.record();

简单工厂模式优点：

简单工厂模式的结构简单，调用方便，对于外界给定的信息，可以很方便的创建出相应的产品，工厂和产品的职责区分明确

简单工厂模式缺点：

简单工厂模式的工厂类单一，负责多有产品的创建，但当产品基数增加时，工厂类代码类就会非常臃肿，违背高聚合原则