工厂方法模式

概述

       工厂方法模式,英文Factory method pattern,工厂方法模式是简单工厂模式的进化版, 看本文之间最好先看一下简单工厂模式。工厂方法模式是定义一个创建产品对象的工厂接口,工厂接口本身不去创建对象,而是交给其子类或者是其实现类去创建,将实际创建工作推迟到子类中进行,我们先看一下如何实现工厂方法模式,最后再说一下它有什么好处。

实现

       Operation.java,运算基类,抽象getResult方法。

public abstract class Operation {   protected double numA;   protected double numB;   public double getNumA() {      return numA;   }   public void setNumA(double numA) {      this.numA = numA;   }   public double getNumB() {      return numB;   }   public void setNumB(double numB) {      this.numB = numB;   }   public abstract double getResult();}

       AddOperation.java,加法运算类,继承自Operation,实现getResult方法。

/* 加法 */public class AddOperation extends Operation {   @Override   public double getResult() {      return numA + numB;   }}

       SubOperation.java,减法运算类,继承自Operation,实现getResult方法。

/* 减法 */public class SubOperation extends Operation {   @Override   public double getResult() {      return numA - numB;   }}

       乘法、除法运算类略,可以见简单工厂模式第四章第三节

       IFactory.java,创建运算类的工厂接口,包含一个创建运算类的抽象方法。

public interface IFactory {   Operation createOperation();}

       AddFactory.java,加法工厂,实现IFactory,创建加法运算类。

public class AddFactory implements IFactory {   public Operation createOperation() {      return new AddOperation();   }}

       SubFactory.java,减法工厂,实现IFactory,创建减法运算类。

public class SubFactory implements IFactory {   public Operation createOperation() {      return new SubOperation();   }}

       乘法、除法工厂类略。

       FactoryMethodTest.java,客户端类。

public class FactoryMethodTest {   public static void main(String[] args) {      IFactory factory = new AddFactory();      Operation operation = factory.createOperation();      operation.setNumA(1);      operation.setNumB(2);      System.out.println(operation.getResult());   }}

UML

       从UML类图中可以看出,工厂方法模式中工厂的个数是和运算类的个数是一样的,也就是说增加一个运算类,就需要增加一个工厂。而简单工厂方法模式中增加一个运算类,需要在静态工厂方法中增加一个判断分支,这样看起来好像工厂方法模式反而麻烦了。现在就得引入软件设计中的一个原则,开放-封闭原则。

原则

       软件设计中,有很多设计原则,可能我们并非一定要遵守,但我们一定要尽量遵守,因为这始终是利大于弊的。

开放-封闭原则

       针对扩展是开放的,针对修改是封闭的。详细介绍可以见百度百科,开放-封闭原则是面向对象设计的核心所在,遵循这个原则可以带来巨大好处,可扩展、可维护、可复用。再来说简单工厂方法模式,我需要增加一种运算时,需要增加一个新的运算类,这没有错,但是还需要修改工厂方法,增加分支,这就违背了开放-封闭原则,工厂方法模式就是基于其上的遵循开放-封闭原则的解决方案,针对工厂的变化,抽象出来工厂接口,将静态工厂中的每个分支判断都抽成单独的工厂类,这也是前文提到过的将if…else分支判断转成单独的类,使代码结构更清晰。

里氏代换原则

       Liskov Substitution Principle,简称LSP。子类型必须能替换掉他们的父类型。换句话说,在软件里面,把使用父类的地方,都换成子类,程序的行为是没有变化的。这是面向对象语言继承的基础,如果没有里氏代换原则,也就谈不上开放-关闭原则了,比如:

动物 animal = new 动物();animal.吃();animal.喝();animal.叫();

       根据里氏代换原则,将动物对象换成狗、牛、骆驼,其它地方不变,是完全可以执行的。

依赖倒置原则

       也叫依赖倒转原则,Dependence Inversion Principle,对抽象进行编程,不要对实现进行编程。面相对象设计将就高内聚、低耦合,高内聚指功能相关性很强的紧密的结合在一起,遵守单一职责原则;耦合是指不同模块或不同层次代码的联系程度,耦合性越低,模块独立性越强,耦合性越高,模块独立性越弱,高耦合的软件,往往修改一处地方,都会牵一发而动全身,这就是设计不当。举个硬件的例子,内存条和主板是通过金手指和主板内存槽连接的,主板定义好插内存条的接口,各个内存条厂商都根据这个标准接口去制作自己的内存条,假如内存条坏了,不能开机了,我不需要去换主板,到中关村买个新的内存条插上即可(话说显卡什么时候能这样做啊,所谓的“独显”都不是真正的独显)。

总结

       工厂方法模式遵循了开放-封闭原则,其实它是将判断工作转移到了客户端调用之处,这样保证了工厂体系的完整性。而简单工厂模式需要在工厂类里来判断选择哪个运算类。

       不知不觉过了午夜了,我对设计模式理解的还很浅显,平时工作用的不算多,现在仅局限于自己学习、试验、总结所获,每学一设计模式就对面向对象的思想理解加深了几分,同时感觉到了自己的渺小与卑微,学到的越多,知道的越多,不知道的越多,自己越渺小。

参考

         《大话设计模式》 程杰著

         维基百科

         百度百科

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