工厂设计模式究竟怎么写更优雅？！

Posted 2021-01-09 blog411032

闲来无事看了菜鸟教程的设计模式。看到了一个很有趣的讨论，该讨论是关于工厂设计模式的书写形式。下面先看一下给出的基础写法，然后再看一下各位网友的优化。

工厂设计模式初衷：我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。即只需要告诉接口想要获取对象的类型，然后接口就会创建好该类型对应的对象，并返回。

类图如：

 

根据上面的类图，可以给出如下实现：

1.首先创建shape.java接口

public interface Shape {
   void draw();
}

 2.创建接口的三个实现类：

public class Rectangle implements Shape {
 
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
   }
}

 

public class Square implements Shape {
 
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Square::draw() method.");
   }
}

 

public class Circle implements Shape {
 
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
   }
}

 3.创建工厂：

public class ShapeFactory {
    
   //使用 getShape 方法获取形状类型的对象
   public Shape getShape(String shapeType){
      if(shapeType == null){
         return null;
      }        
      if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
         return new Circle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
         return new Rectangle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
         return new Square();
      }
      return null;
   }
}

 4.使用该工厂，根据传过来的类型信息获取实体类的对象

public class FactoryPatternDemo {
 
   public static void main(String[] args) {
      ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();
 
      //获取 Circle 的对象，并调用它的 draw 方法
      Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");
 
      //调用 Circle 的 draw 方法
      shape1.draw();
 
      //获取 Rectangle 的对象，并调用它的 draw 方法
      Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
 
      //调用 Rectangle 的 draw 方法
      shape2.draw();
 
      //获取 Square 的对象，并调用它的 draw 方法
      Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");
 
      //调用 Square 的 draw 方法
      shape3.draw();
   }
}

 5.输出结果

Inside Circle::draw() method.
Inside Rectangle::draw() method.
Inside Square::draw() method.

 工厂模式的优缺点：

优点：一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。 2、扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。 3、屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。

缺点：每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。

 

网友优化：

网友A给出的优化方案：

　　使用反射机制可以解决每次增加一个产品时，都需要增加一个对象实现工厂的缺点。

　　

public class ShapeFactory {
    public static Object getClass(Class<?extends Shape> clazz) {
        Object obj = null;

        try {
            obj = Class.forName(clazz.getName()).newInstance();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return obj;
    }
}

 生产对象的时候使用强制转换

Rectangle rect = (Rectangle) ShapeFactory.getClass(Rectangle.class);
rect.draw();
Square square = (Square) ShapeFactory.getClass(Square.class);
square.draw();

 这样只需要一个对象实现工厂，不需要每次增加类型时都需要重新写一个工厂的实现。

网友B对A又进行了进一步优化：

 

public class ShapeFactory {
    public static <T> T getClass(Class<? extends T> clazz) {
        T obj = null;

        try {
            obj = (T) Class.forName(clazz.getName()).newInstance();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return obj;
    }
}

 使用泛型，去掉了每次获取对象时的强制转换

Rectangle rect = ShapeFactory.getClass(Rectangle.class);
rect.draw();

Shape square = ShapeFactory.getClass(Square.class);
square.draw();

 网友C又在B的基础上进一步优化：

针对多个接口实现一个公共的工厂类

public class ObjectFactory {
    public <T> Object getObject(Class<T> clazz) {
       if (clazz == null ) {
           return null;
    }    
        Object obj  = null;
        try {
            obj = Class.forName(clazz.getName()).newInstance();
        } catch (InstantiationException | IllegalAccessException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return obj;
    }
}

 网友D又在C的基础上进行了一次优化：

public class ShapeFactory {
    
   //使用 getShape 方法获取形状类型的对象
  public Shape getShape(Class<?> clazz){
        try {
            return (IShape) clazz.getConstructor().newInstance();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (SecurityException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

 接下来有位E网友对以上ABCD网友的写法给出了自己的见解：

　　

　　其实使用反射是一种不错的办法，但反射也是从类名反射而不能从类反射！

　　先看一下工厂模式是用来干什么的——属于创建模式，解决子类创建问题的。换句话来说，调用者并不知道运行时真正的类名，只知道从“Circle"可以创建出一个shape接口的类，至于类的名称是否叫‘Circle"，调用者并不知情。所以真正的对工厂进行扩展的方式（防止程序员调用出错）可以考虑使用一个枚举类（防止传入参数时，把circle拼写错误）。

 　　如果调用者参肯定类型是Circle的话，那么其工厂没有存在的意义了！

　　比如 IShape shape = new Circle();这样不是更好？也就是说调用者有了Circle这个知识是可以直接调用的，根据DP（迪米特法则）其实调用者并不知道有一个Circle类的存在，他只需要知道这个IShape接口可以计算圆面积，而不需要知道；圆这个类到底是什么类名——他只知道给定一个”circle"字符串的参数,IShape接口可以自动计算圆的面积就可以了！

 　　其实在.net类库中存在这个模式的的一个典型的。但他引入的另一个概念“可插入编程协议”。

那个就是WebRequest req = WebRequest.Create("http://ccc......");可以自动创建一个HttpWebRequest的对象，当然，如果你给定的是一个ftp地址，他会自动创建一个FtpWebRequest对象。工厂模式中着重介绍的是这种通过某个特定的参数，让你一个接口去干对应不同的事而已！而不是调用者知道了类！

　　比如如果圆的那个类名叫"CircleShape“呢？不管是反射还是泛型都干扰了你们具体类的生成！其实这个要说明的问题就是这个，调用者（clinet)只知道IShape的存在，在创建时给IShape一个参数"Circle",它可以计算圆的面积之类的工作，但是为什么会执行这些工作，根据迪米特法则，client是不用知道的。

 　　我想问一下那些写笔记的哥们，如果你们知道了泛型，那么为什么不直接使用呢？干吗还需要经过工厂这个类呢？不觉得多余了吗？

 　　如果，我只是说如果，如果所有从IShape继承的类都是Internal类型的呢？而client肯定不会与IShape一个空间！这时，你会了现你根本无法拿到这个类名！

　　Create时使用注册机制是一种简单的办法，比如使用一个枚举类，把功能总结到一处。而反射也是一种最简单的办法，调用者输入的名称恰是类名称或某种规则时使用，比如调用者输入的是Circle，而类恰是CircleShape，那么可以通过输入+”Shape"字符串形成新的类名，然后从字符串将运行类反射出来！

 　　工厂的创建行为，就这些作用，还被你们用反射或泛型转嫁给了调用者（clinet)，那么，这种情况下，要工厂类何用？！

 

自认为E的见解是从工厂设计模式的根本出发的，大致可以总结出如下实现：

public enum Factory {
    CIRCLE(new Circle(),"CIRCLE"),
    RECTANGLE(new Rectangle(),"RECTANGLE"),
    SQUARE(new Square(),"SQUARE");
    
    // 成员变量  
    private Shape shape;  
    private String name;  
    
    // 普通方法  
    public static Shape getShape(String name) {  
        for (Factory c : Factory.values()) {  
            if (c.name == name) {  
                return c.shape;  
            }  
        }  
        return null;  
    } 
    // 构造方法  
    private Factory(Shape shape, String name) {  
        this.shape = shape;  
        this.name = name;  
    } 
    public String getName() {
        return name;
    }
    public Shape getShape() {
        return shape;
    }


    public void setShape(Shape shape) {
        this.shape = shape;
    }


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

 可使用枚举根据类型来创建想要的对象：

Factory.getShape("CIRCLE").draw();
Factory.getShape("RECTANGLE").draw();
Factory.getShape("SQUARE").draw();