专栏首页格姗知识圈Java进阶篇设计模式之二 ----- 工厂模式

Java进阶篇设计模式之二 ----- 工厂模式


前言

在上一篇中我们学习了单例模式,介绍了单例模式创建的几种方法以及最优的方法。本篇则介绍设计模式中的工厂模式,主要分为简单工厂模式、工厂方法和抽象工厂模式。

简单工厂模式

简单工厂模式是属于创建型模式,又叫做静态工厂方法模式。简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。调用只需要告诉工厂类所需要的类型,工厂类就会返回需要的产品类工厂的子类。 可以说是工厂模式中最简单的一种。

打个比方,我们在电脑经常玩游戏,我们只需要告诉电脑我们要玩什么游戏,电脑就会打开这个游戏,我们并不需要关心游戏是怎么运作的。 我们可以在以下的代码中进行相应的说明。

我们首先创建一个游戏总类接口,包含一个玩游戏的方法; 然后再由各自的游戏类继承该类并实现该类的方法,最后在创建一个工程类根据不同的游戏进行创建对象。 那么实现的代码如下:

代码示例:

private static final String LOL="LOL"; 
    private static final String DNF="DNF"; 

    public static void main(String[] args) {
        Game game= ComputerFactory.playGame(LOL);
        Game game2= ComputerFactory.playGame(DNF);
        game.play();
        game2.play();
    }
}

interface Game{
    void play();
}

class LOL implements Game{

    @Override    
    public void play() {
        System.out.println("正在玩LOL...");
    }   
}

class DNF implements Game{
    @Override    
    public void play() {
        System.out.println("正在玩DNF...");
    }   
}

class ComputerFactory{
    private static final String LOL="LOL"; 
    private static final String DNF="DNF"; 
    public static Game playGame(String game){         
           if(LOL.equalsIgnoreCase(game)){             
           return new LOL();
         }else if(DNF.equalsIgnoreCase(game)){             
           return new DNF();
         }         
         return null;
     }

输出结果:

正在玩LOL...正在玩DNF...
1
2

我们在使用简单工厂模式进行实现该功能之后,会发现我们将游戏类的实例化放到了工厂类中实现,隐藏了对象创建的细节,并且不需要知道是怎么玩的,只需要知道调用该工厂类就行了。而且方便切换,因为只需更改工厂类传递的类型值就行了。

但是我们也发现一个问题,如果我们需要新增一个游戏类,那么需要新定义一个接口,然后还要在工厂类中添加一个判断分支,如果少量的话还好,但是大量的话就比较麻烦了,并且这也违背了开放-封闭原则。

工厂方法模式

工厂方法模式是 Java 中最常用的设计模式之一,属于创建型模式。定义一个创建对象的接口,让其子类自己决定实例化哪一个工厂类,工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。

在简单工厂模式中,我们发现在添加子类的时候,相应的也需要在工厂类中添加一个判断分支,是违背了开放-封闭原则的。而工厂方法模式就是主要解决这个问题的。

这里还是用上述的玩游戏示例,只不过这里每个游戏都是由各自的游戏工厂类实现。主要区别就是由一个 工厂类变成了多个了,降低了耦合度。如果新增一个游戏类,相应的也只需在新增一个工厂类而已, 并且完美的遵循了开放-封闭原则。

将上述代码更改之后,相应的代码实现如下:

代码示例:

private static final String LOL="LOL"; 
private static final String DNF="DNF"; 
private static final String WOW="WOW"; 

public static void main(String[] args) {

    Game game3=new LOLFactory().playGame(LOL);
    Game game4=new DNFFactory().playGame(DNF);
    Game game5=new WOWFactory().playGame(WOW);
    game3.play();
    game4.play();
    game5.play();       
}
    
interface Game{
    void play();
}

class LOL implements Game{
    @Override    
    public void play() {
        System.out.println("正在玩LOL...");
    }   
}

class DNF implements Game{
    @Override    
    public void play() {
        System.out.println("正在玩DNF...");
    }   
}

class WOW  implements Game{
    @Override    
    public void play() {
        System.out.println("正在玩WOW...");
    }   
}

interface ComputerFactory2{
    Game playGame(String game);
}

class LOLFactory implements ComputerFactory2{
    @Override    
    public Game playGame(String game) {        
       return new LOL();
    }
}

class DNFFactory implements ComputerFactory2{
    @Override    
    public Game playGame(String game) {        
      return new DNF();
    }
}

class WOWFactory implements ComputerFactory2{
    @Override    
    public Game playGame(String game) {        
      return new WOW();
    }
}

输出结果:

正在玩LOL...正在玩DNF...正在玩WOW...
1
2
3

可以看到使用工厂方法模式之后,我们的代码更加清晰了,扩展性也变高了,如果想增加一个产品,只要扩展一个工厂类就可以。但是随之而来的是在系统中增加了复杂度,每增加一个产品时,都需要增加一个具体类和对象实现工厂类。

所以在是否使用该模式需注意。

使用该模式比较经典的使用案例是大名鼎鼎的hibernate框架在选择数据库方言这块。但是如果直接简单的new一个对象的话,则不必使用了,若使用反而会增加系统的复杂度。

抽象工厂模式

抽象工厂模式是围绕一个超级工厂创建其他工厂。该超级工厂又称为其他工厂的工厂。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。也就是提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们具体的类。

抽象工厂模式相比工厂方法模式来说更加复杂,也更难理解,但是更容易扩展。

抽象工厂模式就将同一类的产品子类归为一类,让他们继承同一个抽象子类,然后把它们当作一组,然后再把多个组组成一个族。

打个比方,还是上述的玩游戏,我们可以把LOL和WOW当作PVP类型的游戏,也可以把DNF和WOW当作PVE类型的游戏。

那么相应更改的代码如下:

代码示例:

private static final String LOL="LOL"; 
    private static final String DNF="DNF"; 
    private static final String WOW="WOW"; 

    public static void main(String[] args) {

        ComputerFactory3 cf3=new PVPFactory();
        cf3.playGame().play();
        cf3.playGame2().play();
        ComputerFactory3 cf4=new PVEFactory();
        cf4.playGame().play();
        cf4.playGame2().play();         
    }       
}

interface Game{
    void play();
}

class LOL implements Game{
    @Override    
    public void play() {
        System.out.println("正在玩LOL...");
    }   
}

class DNF implements Game{
    @Override    
    public void play() {
        System.out.println("正在玩DNF...");
    }   
}

class WOW  implements Game{
    @Override    
    public void play() {
        System.out.println("正在玩WOW...");
    }   
}

interface ComputerFactory3{
     Game playGame();
     Game playGame2();
}

class PVPFactory implements ComputerFactory3{

    @Override    
    public Game playGame() {        
      return new LOL();
    }

    @Override    
    public Game playGame2() {        
      return new WOW();
    }   
}

class PVEFactory implements ComputerFactory3{

    @Override    
    public Game playGame() {        
      return new DNF();
    }

    @Override    
    public Game playGame2() {        
      return new WOW();
    }

}

输出结果:

正在玩LOL...正在玩WOW...正在玩DNF...正在玩WOW...
1
2
3
4

在抽象工厂模式中,可以在不需要知道产品是怎么样的,只需知道是哪个工厂类就行了。我们也可以根据子类的共同的特性而将它们设计在一起,组成一个相同类型组,可以很方便的直接调用。但是相对的,产品族比较难以扩展,增加一个产品,需要增加相应的接口和实现类。例如某个品牌的手机,有不同系列,每个系列有不同的型号,如果只是增加型号的话,比较容易,但是相对的,增加某个系列就比较麻烦了。

所以我们在使用抽象工厂模式,也需要相应的结合实际场景来使用。

本文分享自微信公众号 - 格姗知识圈(geshanzsq)

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原始发表时间:2018-11-19

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