设计模式——工厂方法模式

UML图

一、定义:

工厂方法模式,又称工厂模式、多态工厂模式和虚拟构造器模式,通过定义工厂父类负责定义创建对象的公共接口,而子类则负责生成具体的对象。

总结:工厂方法使一个类的的实例化延迟到子类中。

二、模式组成:

组成(角色)

关系

作用

抽象产品(Product)

具体产品的父类

描述具体产品的公共接口

具体产品(Concrete Product)

抽象产品的子类;工厂类创建的目标类

描述生产的具体产品

抽象工厂(Creator)

具体工厂的父类

描述具体工厂的公共接口

具体工厂(Concrete Creator)

抽象工厂的子类;被外界调用

描述具体工厂;实现FactoryMethod工厂方法创建产品的实例

三、使用步骤:

● 步骤1: 创建抽象工厂类,定义具体工厂的公共接口;

● 步骤2: 创建抽象产品类 ,定义具体产品的公共接口;

● 步骤3: 创建具体产品类(继承抽象产品类) & 定义生产的具体产品;

● 步骤4: 创建具体工厂类(继承抽象工厂类),定义创建对应具体产品实例的方法;

● 步骤5: 外界通过调用具体工厂类的方法,从而创建不同具体产品类的实例

四、Demo解析:

场景:女蜗造人,以肤色区别人群。

/**
 * 步骤一:创建抽象工厂类,定义具体工厂的公共接口
 */

public abstract class AbstractHumanFactory {
// Class<T> 两层含义  1.必须是class类型 2.必须是human的实现类
public abstract <T extends Human> T createHuman(Class<T> tClass);
}
/**
 *
 * 步骤二:创建抽象产品类 ,定义具体产品的公共接口;
 */

public interface Human {
    void getColor();

    void talk();
}
/**
 *
 * 步骤三:创建具体产品类(继承抽象产品类), 定义生产的具体产品
 */

public class BlackHuman implements Human {
    @Override
    public void getColor() {
        System.out.println("BlackHuman black");
    }

    @Override
    public void talk() {
        System.out.println("BlackHuman talk");
    }
}

public class WhiteHuman implements Human {
    @Override
    public void getColor() {
        System.out.println("WhiteHuman  white");
    }

    @Override
    public void talk() {
        System.out.println("WhiteHuman  talk");
    }
}
/**
 *
 * 步骤四:创建具体工厂类(继承抽象工厂类),定义创建对应具体产品实例的方法;
 */

public class HumanFactory extends AbstractHumanFactory {

    @Override
    public <T extends Human> T createHuman(Class<T> tClass) {
        Human human = null;
        try {
            human = (Human) Class.forName(tClass.getName()).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return (T) human;
    }
}
/**
 *
 * 步骤五:外界通过调用具体工厂类的方法,从而创建不同具体产品类的实例;
 */
    HumanFactory humanFactory =new HumanFactory();
    BlackHuman blackHuman = humanFactory.createHuman(BlackHuman.class);
    blackHuman.getColor();
    blackHuman.talk();

    WhiteHuman whiteHuman = humanFactory.createHuman(WhiteHuman.class);
    whiteHuman.getColor();
    whiteHuman.talk();

五、工厂方法模式的优缺点

优点:

● 1.良好的封装性,代码结构清晰,一个对象的创建是有约束的,如果一个调用者需要一个具体的产品对象,只需这个产品名,不需要知道创建过程,降低模块间耦合。

● 2.扩展性非常优秀,在增加产品对象时候,只需增加一个具体的产品类,就可以完成。(拥抱变化)

● 3.屏蔽产品类,产品类的实现如何变化,调用者根本不用关心,只要接口保持不变,调用者就不需要改变。(符合迪米特法则)

缺点:

● 1.在添加新产品时,需要编写新的具体产品类,而且还要提供与之对应的具体工厂类,系统中类的个数将成对增加,在一定程度上增加了系统的复杂度,

有更多的类需要编译和运行,会给系统带来一些额外的开销。

● 2.由于考虑到系统的可扩展性,需要引入抽象层,在客户端代码中均使用抽象层进行定义,增加了系统的抽象性和理解难度,且在实现时可能需要用到DOM、 反射等技术,增加了系统的实现难度。

六、适应场景

● 1.一个类不知道它所需要的对象的类:在工厂方法模式中,客户端不需要知道具体产品类的类名,只需要知道所对应的工厂即可,具体的产品对象由具体工厂类创建; 客户端需要知道创建具体产品的工厂类。

● 2.一个类通过其子类来指定创建哪个对象:在工厂方法模式中,对于抽象工厂类只需要提供一个创建产品的接口,而由其子类来确定具体要创建的对象, 利用面向对象的多态性和里氏代换原则,在程序运行时,子类对象将覆盖父类对象,从而使得系统更容易扩展。

● 3,将创建对象的任务委托给多个工厂子类中的某一个,客户端在使用时可以无须关心是哪一个工厂子类创建产品子类,需要时再动态指定, 可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。

原文发布于微信公众号 - Android机动车(JsAndroidClub)

原文发表时间:2018-03-02

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