案例分析：设计模式与代码的结构特性

Posted 2020-11-24 19chenjian

一.工厂模式概述

工厂模式，又称静态工厂模式，是用来生产对象的。在Java中，万物皆对象，对象需要创建之后才能使用，如果创建对象的时候直接new该对象，就会对该对象耦合严重，当我们更换对象的时候，所有new对象的地方都得修改一遍，显然违背了软件设计的开闭原则。如果我们使用工厂来生产对象，就只需要和工厂打交道就可以了，彻底和对象解耦，如果需要更换对象，直接在工厂里更换该对象即可，达到了解耦的目的。因此，工厂模式一个显著的优点就是解耦。

它的本质就在于实例化对象，用工厂方法来代替new操作；将选择实现类、创建对象统一管理和控制，从而将调用者跟我们的实现类解耦，实现了创建者和调用者的分离。

 

二.工厂模式的分类

1.简单工厂模式：用来生产同一等级结构中的任意产品。（对于增加新的产品，需要修改已有代码）；虽然某种程度不符合设计原则，但实际使用最多。

2.工厂方法模式：用来生产同一等级结构中的固定产品。（支持增加任意产品）；不修改已有类的前提下，通过增加新的工厂类实现扩展。

3.抽象工厂模式：用来生产不同产品族的全部产品。（对于增加新的产品，无能为力；支持增加产品族）；不可以增加产品，可以增加产品族。

 

三.工厂模式的应用

　　·JDK中Calendar的getInstance方法；
　　·JDBC中Connection对象的获取；
 　　·Hibernate中SessionFactory创建Session；
　　·spring中IOC容器创建管理bean对象；
　　·XML解析时的DocumentBuilderFactory创建解析器对象；
　　·反射中Class对象的newInstance()

 

四.工厂方法模式的分析

简单工厂模式的扩展性不太好，而好的Java代码应该是符合开闭原则的，即对扩展开放，对修改关闭。而在简单工厂模式下，当新增一个产品类时，需要改动工厂类，产品一多，工厂类逻辑就过于复杂。在工厂方法模式中，核心的工厂类提取成为一个抽象工厂类，由对应产品的子类工厂负责创建对应的产品类对象。抽象工厂类只负责定义子类工厂需要实现的接口，不涉及具体产品类实例化的细节。工厂方法模式是简单工厂模式的衍生，解决了许多简单工厂模式的问题。首先完全实现开闭原则，实现了可扩展。其次更复杂的层次结构，可以应用于产品结果复杂的场合。因此，这里选用工厂方法模式来进行实现。

工厂方法模式由四个角色类组成：

　　·抽象工厂类：定义工厂类的方法，用来创建产品类

　　·具体工厂类：用于创建对应的产品对象

　　·抽象产品类：定义产品了公共的属性、方法

　　·具体产品类：实现对应产品类的属性、方法

它们之间的UML关系图如下所示：

 

 

工厂方法模式例子：

上体育课，老师让学生们打球，可以是打篮球，可以是踢足球，可以是垫排球等等，同一个方法会对应多种不同的行为。

下面用工厂方法模式来进行实现：

第一步：定义产品类对象

 

第二步：定义工厂类

 

第三步：定义客户端测试

 

 

五.工厂方法模式的优缺点

优点：

基类为工厂方法提供缺省实现，子类可以重写新的实现，也可以继承父类的实现。加一层间接性，增加了灵活性，屏蔽产品类。产品类的实现如何变化，调用者都不需要关心，只需关心产品的接口，只要接口保持不变，系统中的上层模块就不会发生变化。 典型的解耦框架。高层模块只需要知道产品的抽象类，其他的实现类都不需要关心。 多态性，客户代码可以做到与特定应用无关，适用于任何实体类。

缺点：

每增加一个产品，就需要增加一个产品工厂的类，增加了额外的开发量

 

六.总结

各种设计模式既有它各自的优点，也存在一定的缺点，在开发时可以根据需要来选择合适的设计模式。