考虑使用静态工厂方法替代构造方法

Posted 2020-08-17

创建对象

构造方法创建对象

在Java中，创建对象常用的方法是通过公有构造方法创建；

举个例子：如下，是Boolean类的一个构造方法，以及通过该构造方法创建一个Boolean对象；

    public Boolean(String s) {
        this(toBoolean(s));
    }

Boolean bTrue = new Boolean("true");

静态工厂方法创建对象

其实，创建对象还有另外一种方法，通过公有静态工厂方法来创建对象，不过这种方法往往容易被程序员忽略；

举个例子，如下是Boolean类的valueOf方法，以及通过该静态工厂方法返回的Boolean实例，注意，这里并没有创建Boolean实例对象，而是返回事先创建好的Boolean对象；

    public static Boolean valueOf(String s) {
        return toBoolean(s) ? TRUE : FALSE;
    }

Boolean bTrue = Boolean.valueOf("true");

注意区分静态工厂方法和工厂方法模式

注意，这里的静态工厂方法与设计模式里的工厂方法模式不是一个概念：

• 静态工厂方法通常指的是某个类里的静态方法，通过调用该静态方法可以得到属于该类的一个实例；
• 工厂方法模式是一种设计模式，指的是让具体的工厂对象负责生产具体的产品对象，这里涉及多种工厂（类），多种对象（类），如内存工厂生产内存对象，CPU工厂生产CPU对象；

不过，如果要说相似的话，静态工厂方法跟简单工厂模式倒有那么点像，不过区别也挺大，简单工厂模式里的静态工厂方法会创建各种不同的对象（不同类的实例），而静态工厂方法一般只创建属于该类的一个实例（包括子类）；

使用静态工厂方法的优势

1、可读性更强

 假设我们需要写一个产生随即数的类RandomIntGenerator，该类有两个成员属性：最小值min和最大值max，

假设我们的需求是需要创建三种类型的RandomIntGenerator对象，

1、大于min，小于max；

2、大于min 小于Integer.MAX_VALUE；

3、大于Integer.MIN_VALUE 小于max

如果我们不使用静态工厂方法，代码一般如下设计：

class RandomIntGenerator
{
    /**
     * 最小值
     */
    private int min = Integer.MIN_VALUE;
    /**
     * 最大值
     */
    private int max = Integer.MAX_VALUE;

    /**
     * 大于min 小于max
     * @param min
     * @param max
     */
    public RandomIntGenerator(int min, int max)
    {
        this.min = min;
        this.max = max;
    }
    
    /**
     * 大于min 小于Integer.MAX_VALUE
     */
    public RandomIntGenerator(int min)
    {
        this.min = min;
    }

//    报错：Duplicate method RandomIntGenerator(int) in type RandomIntGenerator
//    /**
//     * 大于Integer.MIN_VALUE 小于max
//     */
//    public RandomIntGenerator(int max)
//    {
//        this.max = max;
//    }
}

观察以上代码，我们发现，以上代码不仅可读性差（new RandomIntGenerator(1, 10)与new RandomIntGenerator(10)，不查文档，不看注释很难知道其创建的对象的具体含义），而且在设计最后一个构造方法的时候，还报错，因为已经存在一个参数一致的工作方法了，提示重复定义；

那么假设我们使用静态工厂方法会怎样呢，如下所示：

class RandomIntGenerator
{
    /**
     * 最小值
     */
    private int min = Integer.MIN_VALUE;
    /**
     * 最大值
     */
    private int max = Integer.MAX_VALUE;

    /**
     * 大于min 小于max
     * @param min
     * @param max
     */
    public RandomIntGenerator(int min, int max)
    {
        this.min = min;
        this.max = max;
    }
    /**
     * 大于min 小于max
     * @param min
     * @param max
     */
    public static RandomIntGenerator between(int min, int max)
    {
        return new RandomIntGenerator(min, max);
    }
    /**
     * 大于min 小于Integer.MAX_VALUE
     */
    public static RandomIntGenerator biggerThan(int min)
    {
        return new RandomIntGenerator(min, Integer.MAX_VALUE);
    }

    /**
     * 大于Integer.MIN_VALUE 小于max
     */
    public static RandomIntGenerator smallerThan(int max)
    {
        return new RandomIntGenerator(Integer.MIN_VALUE, max);
    }
}

成功满足需求：创建三种类型的RandomIntGenerator对象，而且创建对象的时候，代码可读性比使用构造方法强；

2、调用的时候，不需要每次都创建一个新对象

JDK中的Boolean类的valueOf方法可以很好的印证这个优势，在Boolean类中，有两个事先创建好的Boolean对象（True,False）

public final class Boolean implements java.io.Serializable,
                                      Comparable<Boolean>
{
    /**
     * The {@code Boolean} object corresponding to the primitive
     * value {@code true}.
     */
    public static final Boolean TRUE = new Boolean(true);

    /**
     * The {@code Boolean} object corresponding to the primitive
     * value {@code false}.
     */
    public static final Boolean FALSE = new Boolean(false);

当我们调用Boolean.valueOf("true")方法时，返回的就是这两个实例的引用，这样可以避免创建不必要的对象，如果使用构造器的话，就达不到这种效果了；

    public static Boolean valueOf(String s) {
        return toBoolean(s) ? TRUE : FALSE;
    }

 3、可以返回原返回类型的任何子类型对象

    //RedDog和BlackDog为Dog的子类
    public static Dog getInstance(){
        return new RedDog();//或者return new BlackDog();
    }

4、代码更加简洁

package tmp;


class MyMap<K,V> {
    /**
     *
     */
    public MyMap()
    {

    }

    public static <K,V> MyMap<K,V> newInstance(){
        return new MyMap<K, V>();

    }
}

public class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {
        MyMap<String, String> map1 = new MyMap<String, String>();

        //更加简洁，不需要重复指明类型参数，可以自行推导出来
        MyMap<String, String> map2 = MyMap.newInstance();
    }


}

使用静态工厂方法的缺点

 1、如果类不含public或protect的构造方法，将不能被继承；

如下类，不能被其它类继承；

class MyMap<K,V> {
    /**
     *
     */
    private MyMap()
    {

    }

    public static <K,V> MyMap<K,V> newInstance(){
        return new MyMap<K, V>();

    }
}

2、与其它普通静态方法没有区别，没有明确的标识一个静态方法用于实例化类

 所以，一般一个静态工厂方法需要有详细的注释，遵守标准的命名，如使用getInstance、valueOf、newInstance等方法名；

 

 参考自effective java第一条