设计模式第四篇-工厂模式

Posted 2021-01-29 yuanqinnan

一、引言

园子里有关设计模式的文章可以说数不胜数，之前也看过很多，但是其实理解都不深入，时间一长就忘了。最好是记录下来，总结中加深印象，这里也给刚开始进行开发的同学提个建议，不要因为自己写的不好而不去写，谁都是从菜鸟开始的，不断的总结才能将知识消化成自己的。

现在开始今天的学习。

工厂模式是设计模式中很重要的一个模式，其中有简单工厂模式（并不能算一个模式），工厂模式，抽象工厂模式。

工厂模式，从名字可以看出，这是一个创建型的模式，是用来创建对象。我们从简单工厂模式开始

二、简单工厂模式

简单工厂模式其实并不是一个设计模式，反而比较像一种变成习惯。为什么会出现简单工厂呢？

当使用"new"关键字创建一个对象时，此时该类就依赖与这个对象，也就是他们之间的耦合度高，当需求变化时，我们就不得不去修改此类的源码。

当我们需要实例化一个类时，不知道实例化哪个类，那么我们把这个变化封装起来，用一个工厂来帮我们创建对象。

这里我想用饭店的例子，先看类图：

代码实现：

//食物接口
public interface Food {
    //准备
    void prepare();
    //烹饪
    void cook ();
    //打包
    void box();
}

//具体食物 鱼
public class Fish implements Food {
    public void prepare() {
        System.out.println("洗鱼");
    }
    public void cook() {
        System.out.println("水煮鱼");
    }
    public void box() {
        System.out.println("大碗装鱼");
    }
}

//具体食物类 肉
public class Meat implements Food {
    public void prepare() {
        System.out.println("切肉");
    }
    public void cook() {
        System.out.println("红烧肉");
    }
    public void box() {
        System.out.println("装肉");
    }
}

运行

//简单工厂
public class SimpleFoodFactory {
    //静态创建工厂方法
    public static Food createFood(String type){
        if(!type.isEmpty())
       {
           switch (type){
               case "FISH":
                   return new Fish();
               case "MEAT":
                   return new Meat();
               default: return null;
           }
       }
       return null;
    }
}

 

运行结果：

简单工厂模式很简单，也很容易理解。它带来了很多好处

1. 解决了客户端直接依赖于具体对象的问题，客户端可以消除直接创建对象的责任，而仅仅是消费产品。简单工厂模式实现了对责任的分割

2.代码复用，其他的客户也可以用这个工厂来创建对象。

但是缺点也很明显，扩展困难，一旦添加新菜单，工厂方法必须修改。工厂模式为我们解决这个问题。

三、工厂模式

先看一个结构图：

从这个图中可以看出，工厂方法中创建对象不再是在一个类中，每一个具体的产品类都有一个创建工厂，其唯一的职责就是创建对应的产品，这是两个平行类层级

给出定义：定义了一个用于创建对象的接口，让子类来决定要实例化哪一个类，工厂方法让类把实例化延迟到其子类。

再改造下上面的例子

增加一个Creator接口，并创建两个制造工厂FishCreator 和 MeatCreator

//工厂基类，创建食物基类
public interface Creator {
    Food CreateFoddFactory();
}

//创建鱼工厂
public class FishCreator implements Creator {
    public Food CreateFoddFactory() {
        return new Fish();
    }
}

//创建肉工厂
public class MeatCreator implements Creator {
    public Food CreateFoddFactory() {
        return new Meat();
    }
}

运行

private static void factory() {
    //创建工厂
    Creator creator=new MeatCreator();
    //创建食物
    Food food = creator.CreateFoddFactory();
    if(food!=null){
        food.prepare();
        food.cook();
        food.box();
    }
}

运行结果：

工厂方法通过将实例化延迟到子类解决了逻辑判断问题，一旦需要扩展，只需要再添加一个子类及子类工厂即可，比如现在想要增加鸭子菜单，只需要增加一个鸭子类（Duck）及一个鸭子工厂(DuckCreator)即可。

下面介绍更抽象的抽象工厂模式

四、抽象工厂模式

工厂模式中一个工厂只创建一个产品，但是在现实的大厂中一般都是创建一系列产品，成为产品族，比如我们上面的例子，我们餐馆要开分店，然而每个地方的口味不一样，有些地方喜欢辣的，有些则喜欢不辣的，我们可以设计生产辣产品的工厂及不辣产品的工厂，那么这个时候就用到抽象工厂模式。

先看图：

再结合之前的代码，我们进行修改，先创建一个抽象食物工厂，再创建辣和不辣的工厂

//抽象工厂
public interface FoodFactory {
    //创建肉工厂
    Meat createMeat();
    //创建鱼工厂
    Fish createFish();
}

//制造辣的工厂
public class HotFoodFactory implements FoodFactory {
    public Meat createMeat() {
        return new HotMeat();
    }
    public Fish createFish() {
         return new HotFish();
    }
}

//不辣的的工厂
public class NotHotFoodFactory implements FoodFactory {
    public Meat createMeat() {
        return new NotHotMeat();
    }
    public Fish createFish() {
        return new NotHotFish();
    }
}

再增加辣的肉和不辣的肉

//辣的肉
public class HotMeat extends Meat {
    @Override
    public void cook() {
        System.out.println("红烧辣的肉");
    }
}

//不辣的肉
public class NotHotMeat extends Meat {
    @Override
    public void cook() {
        System.out.println("红烧不辣的肉");
    }
}

//辣的鱼
public class HotFish extends Fish {
    @Override
    public void cook() {
        System.out.println("做特别辣的鱼");
    }

}

//不辣的鱼
public class NotHotFish extends Fish {
    @Override
    public void cook() {
        System.out.println("做不辣的鱼");
    }

}

运行

 private static void abstractFactory() {
        //辣工厂创建辣产品
        FoodFactory hotFoodFactoryoodFactory=new HotFoodFactory();
        Fish hotfish = hotFoodFactoryoodFactory.createFish();
        if(hotfish!=null){
            hotfish.prepare();
            hotfish.cook();
            hotfish.box();
        }
        System.out.println("-------------");
        Meat hotMeat = hotFoodFactoryoodFactory.createMeat();
        if(hotMeat!=null){
            hotMeat.prepare();
            hotMeat.cook();
            hotMeat.box();
        }
    }

运行结果：

抽象工厂模式将具体产品的创建延迟到具体工厂的子类中，这样将对象的创建封装起来，可以减少客户端与具体产品类之间的依赖，从而使系统耦合度低，这样更有利于后期的维护和扩展，这真是抽象工厂模式的优点所在，然后抽象模式同时也存在不足的地方。下面就具体看下抽象工厂的缺点（缺点其实在前面的介绍中以已经涉及了）：

抽象工厂模式很难支持新种类产品的变化。这是因为抽象工厂接口中已经确定了可以被创建的产品集合，如果需要添加新产品，此时就必须去修改抽象工厂的接口，这样就涉及到抽象工厂类的以及所有子类的改变，这样也就违背了“开发——封闭”原则。

知道了抽象工厂的优缺点之后，也就能很好地把握什么情况下考虑使用抽象工厂模式了，下面就具体看看使用抽象工厂模式的系统应该符合那几个前提：

• 一个系统不要求依赖产品类实例如何被创建、组合和表达的表达，这点也是所有工厂模式应用的前提。
• 这个系统有多个系列产品，而系统中只消费其中某一系列产品
• 系统要求提供一个产品类的库，所有产品以同样的接口出现，客户端不需要依赖具体实现。

 一口学完了工厂模式，休息休息！