设计模式工厂模式

Posted 2020-08-14 灌水乐园

实现了创建者和调用者的分离

详细分类：

简单工厂模式：用来生产同一等级结构中的任意产品。（用于增加新的产品，需要修改已有代码）

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）

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）

核心本质：

实例化对象，用工厂方法代替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。

 

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一、简单工厂模式：

要点：也叫静态工厂模式，就是工厂类一般是使用静态方法，通过接收的参数的不同来返回不同的对象实例。对于增加新产品无能为力，不修改代码的话是无法扩展的。

定义一个产品接口：

1 public interface Car {
2     public void run();
3 }

 

定义两个产品：

1 public class Audi implements Car {
2     public void run() {
3         System.out.println("奥迪！");
4     }
5 }

1 public class Byd implements Car {
2     public void run() {
3         System.out.println("比亚迪！");
4     }
5 }

 

定义一个工厂类（两种都可以）

 1 public class CarFactory {
 2     public static Car createCar(String type){
 3         Car c = null;
 4         if("奥迪".equals(type)){
 5             c = new Audi();
 6         }else if("比亚迪".equals(type)){
 7             c = new Byd();
 8         }
 9         return c;
10     }
11 }

或者：

1 public class CarFactory {
2     public static Car createAudi(){
3         return new Audi();
4     }
5     public static Car createByd(){
6         return new Byd();
7     }
8 }

 

客户端调用并显示结果：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Car c1 = CarFactory.createCar("奥迪");
        Car c2 = CarFactory.createCar("比亚迪");
        c1.run();
        c2.run();
    }
}

或者：

1 public class Client {
2     public static void main(String[] args) {
3         Car c1 = CarFactory.createAudi();
4         Car c2 = CarFactory.createByd();
5         c1.run();
6         c2.run();
7     }
8 }

打印结果：

奥迪！
比亚迪！

 

UML图：

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二、工厂方法模式要点：

为了避免简单工厂模式的缺点，不完全满足OCP。工厂方法模式和简单工厂模式最大的不同在于，简单工厂模式只有一个（对于一个项目或者一个独立模块而言）工厂类，而工厂方法模式有一组实现了相同接口的工厂类。

在简单工厂模式基础上，再定义两个类AudiFactory和BydFactory

修改CarFactory为接口：

1 public interface CarFactory {
2     public Car createCar();
3 }

 

AudiFactory类

1 public class AudiFactory implements CarFactory{
2     public Car createCar(){
3         return new Audi();
4     }
5 }

 

BydFactory类：

1 public class BydFactory implements CarFactory{
2     public Car createCar() {
3         return new Byd();
4     }
5 }

 

客户端调用：

1 public class Client {
2     public static void main(String[] args) {
3         Car c1 = new AudiFactory().createCar();
4         Car c2 = new BydFactory().createCar();
5         c1.run();
6         c2.run();
7     }
8 }

 

UML图：

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简单工厂模式和工厂方法模式的选择：

1. 结构复杂度：从这个角度比较，显然简单工厂模式要占优。简单工厂模式只需一个工厂类，而工厂方法模式的工厂类随着产品类个数增加而增加，这无疑会使类的个数越来越多，从而增加了结构的复杂程度。

2. 代码复杂度：代码复杂度和结构复杂度是一对矛盾，既然简单工厂模式在结构方面相对简洁，那么它在代码方面肯定是比工厂方法模式复杂的了，简单工厂模式的工厂类随着产品类的增加需要增加很多方法（或代码），而工厂方法模式每个具体工厂类只完成单一任务，代码简洁。

3. 客户端编程难度：工厂方法模式虽然在工厂类结构中引入了接口从而满足了OCP，但是在客户端编码中需要对工厂类进行实例化。而简单工厂模式的工厂类是静态类，在客户端无需实例化，这无疑是个吸引人的优点。

4. 管理上的难度：这是个关键的问题。我们先谈扩展，众所周知，工厂方法模式完全满足OCP，即它有非常良好的扩展性，那是否就说明了简单工厂模式就没有扩展性呢？答案是否定的，简单工厂模式同样具备良好的的扩展性——扩展的时候仅需要修改少量的代码（修改工厂类的代码）就可以满足扩展类的要求了，尽管这没有完全满足OCP，但我们不需要太拘泥于设计理论。要知道，sun提供的java官方工具包也有相当多没有满足OCP的例子。然后我们从维护性的角度分析下，假如某个具体产品类需要进行一定的修改，很可能需要修改对应的工厂类。当同时需要修改多个产品类的时候，对工厂类的修改会变得相当麻烦。反而简单工厂没有这些麻烦，当多个产品类需要修改时，简单工厂模式仍然仅仅需要修改唯一的工厂类。

根据设计理论建议：工厂方法模式。 但实际上，我们一般用简单工厂模式。

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三、 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）

抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，在有多个业务品种、业务分类时，通过抽象工厂模式产生需要的对象时一种非常好的解决方式。

 

定义一个发动机接口：

 1 public interface Engine {
 2     void run();
 3     void start();
 4 }
 5 
 6 class LuxuryEngine implements Engine{
 7     @Override
 8     public void run() {
 9         System.out.println("转得快！");
10     }
11 
12     @Override
13     public void start() {
14         System.out.println("启动快！");
15     }
16 }
17 
18 class LowEngine implements Engine{
19     @Override
20     public void run() {
21         System.out.println("转得慢！");
22     }
23 
24     @Override
25     public void start() {
26         System.out.println("启动慢！");
27     }
28 }

 

定义一个座椅接口：

 1 public interface Seat {
 2     void massage();
 3 }
 4 
 5 class LuxurySeat implements Seat{
 6     @Override
 7     public void massage() {
 8         System.out.println("可以自动按摩");
 9     }
10 }
11 
12 class LowSeat implements Seat{
13     @Override
14     public void massage() {
15         System.out.println("不能自动按摩");
16     }
17 }

定义一个轮胎接口：

 1 public interface Tyre {
 2     void revolve();
 3 }
 4 
 5 class LuxuryTyre implements Tyre{
 6     @Override
 7     public void revolve() {
 8         System.out.println("旋转不磨损！");
 9     }
10 }
11 
12 class LowTyre implements Tyre{
13     @Override
14     public void revolve() {
15         System.out.println("旋转磨损快！");
16     }
17 }

定义一个工厂接口：

1 public interface CarFactory {
2     Engine createEngine();
3     Seat createSeat();
4     Tyre createTyre();
5 }

定义一个豪华车工厂类：

 1 public class LuxuryCarFactory implements CarFactory{
 2     @Override
 3     public Engine createEngine() {
 4         return new LuxuryEngine();
 5     }
 6 
 7     @Override
 8     public Seat createSeat() {
 9         return new LuxurySeat();
10     }
11 
12     @Override
13     public Tyre createTyre() {
14         return new LuxuryTyre();
15     }
16 }

定义一个低端车工厂类：

 1 public class LowCarFactory implements CarFactory{
 2     @Override
 3     public Engine createEngine() {
 4         return new LowEngine();
 5     }
 6 
 7     @Override
 8     public Seat createSeat() {
 9         return new LowSeat();
10     }
11 
12     @Override
13     public Tyre createTyre() {
14         return new LowTyre();
15     }
16 }

客户端调用：

 1 public class Client {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         CarFactory luxuryCar = new LuxuryCarFactory();
 4         Engine e = luxuryCar.createEngine();
 5         e.run();
 6         e.start();
 7     }
 8 }
 9 
10 打印结果：
11 转得快！
12 启动快！