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Java设计模式-工厂模式

简单来说工厂模式就是帮助我们创建对象,隐藏了对象创建过程的复杂度(如类B需要调用类A,工厂类提供A类的创建接口,B只需要调用接口传入相应参数即可)、避免你辛苦的准备构造方法的参数。说白了--就是工厂提供产品给客户(按照提供的方式不同分成三类:简单工厂、工厂、抽象工厂) 具体简介看下面:

工厂模式是我们最常用的实例化对象模式了,是用工厂方法代替new操作的一种模式。著名的Jive论坛 ,就大量使用了工厂模式,工厂模式在Java程序系统可以说是随处可见。因为工厂模式就相当于创建实例对象的new,我们经常要根据类Class生成实例对象,如A a=new A() 工厂模式也是用来创建实例对象的,所以以后new时就要多个心眼,可以考虑是否使用工厂模式,虽然这样做,可能多做一些工作,但会给你系统带来更大的可扩展性和尽量少的修改量

角色

工厂模式有以下几个角色(结合下面流程图理解),产品即需要创建的实例对象

  • 抽象产品类:所创建产品的父类,给出一个抽象接口或抽象类,以及一般由具体产品类具体实现。(多态的表现)--- 如 Animal
  • 具体产品类:抽象产品类的实现类,为实现某个具体产品的对象。 --- 如 Dog
  • 抽象工厂类:工厂提供创建产品的方法、工厂方法模式的核心(简单工厂模式无此抽象类),与应用程序无关。是具体工厂必须实现的接口或者必须继承的父类。
  • 具体工厂类:继承抽象工厂类,实现具体业务逻辑。

工厂模式和抽象工厂模式

图解工厂模式和抽象工厂模式流程对比

工厂模式

抽象工厂模式

简单工厂模式(静态工厂方法)

含义:没有抽象工厂类,由工厂类自身提供产品,代码如下

抽象产品类(抽象类或接口)

public interface IProduct{
    void method();
}

具体产品实现类

//A产品
public class ProductA implement IProduct{
    void method(){
        logger.info("ProductA");
    }
}

//B产品
public class ProductB implement IProduct{
    void method(){
        logger.info("ProductB");
    }
}

工厂类

public class Factory{
    //简单工厂模式 只有一个静态方法提供产品所以也叫静态工厂方法
    public static IProduct createProduct(String productName){
        if("A".equals("A"){
            return new ProductA();
        }else if("B".equals("B"){
            return new ProductB();
        }else
    }
}
  • 优点: 强调职责单一原则,一个类只提供一种功能
  • 缺点: 一旦对工厂类修改就违反了开闭原则

工厂模式

工厂模式有一个抽象工厂类对应多个具体工厂实现类、一个抽象产品类对应一个具体实现类、并且每个具体工厂类只能创建一个具体产品类的实例

抽象产品类(抽象类或接口)

public interface IProduct{
    void method();
}

具体产品实现类

//A产品
public class ProductA implement IProduct{
    void method(){
        logger.info("ProductA");
    }
}

//B产品
public class ProductB implement IProduct{
    void method(){
        logger.info("ProductB");
    }
}

抽象工厂类(抽象类或接口)

public abstract class Factory{    
/**  
*抽象工厂方法  
*具体产生什么由子类决定  
*@return 具体产品对象  
*/    
public abstract IProduct createProduct();    
}     

具体工厂类

//A工厂
public class AFactory extends Factory {
    //提供A产品
    public  IProduct createProduct(){
        return new ProductA();
     }
}

//B工厂
public class BFactory extends Factory {
    //提供B产品
    public  IProduct createProduct(){
        return new ProductB();
     }
}

用法

Factory factory = new AFactory();  
IProduct aProduct = factory.createProduct();  
product.method();  
  • 优点:克服了简单工厂违背开放-封闭原则的缺点,又保留了封装对象创建过程的优点,降低客户端和工厂的耦合性,所以说“工厂模式”是“简单工厂模式”的进一步抽象和推广
  • 缺点:每增加一个产品,相应的也要增加一个子工厂,加大了额外的开发量。

抽象工厂模式

工厂模式有一个抽象工厂类对应多个具体工厂实现类、多个抽象产品类对应多个具体实现类、并且每个具体工厂类可以创建多个具体产品类的实例。

抽象产品类(抽象类或接口)

//饮料
public interface IDrink{
    void method();
}
//食物
public interface IFood{
    void method();
}

具体产品实现类

//面条
public class Noddle implement IFood{
    void method(){
        logger.info("面条");
    }
}

//米饭
public class Rice implement IFood{
    void method(){
        logger.info("米饭");
    }
}

//可乐
public class Cola implement IDrink{
    void method(){
        logger.info("可乐");
    }
}

//米饭
public class Sprite implement IDrink{
    void method(){
        logger.info("雪碧");
    }
}

抽象工厂类(抽象类或接口)

public abstract class Factory{    
/**  
*抽象工厂方法  
*具体产生什么由子类决定  
*@return 具体产品对象  
*/    
public abstract IFood createFoodProduct();    
public abstract IDrink createDrinkProduct();    
}     

具体工厂类

//A餐工厂(提供可乐和米饭)
public class AFactory extends Factory{
    //提供可乐
    public  IDrink createDrinkProduct(){
        return new Cola();
     }

     //提供米饭
    public  IFood  createFoodProduct(){
        return new Rice();
     }   
}

//B餐工厂(提供面条和雪碧)
public class BFactory extends Factory{
    //提供面条
    public  IFood createFoodProduct(){
        return new Noddle();
     }

 //提供雪碧
    public  IDrink createDrinkProduct(){
        return new Sprite();
     }
}

用法

Factory factory = new AFactory();  
IDrink cola = factory.createDrinkProduct();  
cola.method(); 
IFood riceFood = factory.createFoodProduct(); 
riceFood.method();  
  • 优点
    1. 具有工厂方法模式解耦的优点。
    2. 工厂模式针对的是一个产品等级结构,抽象工厂模式针对的是面向多个产品等级结构的。 最主要的是可以在类内部对产品族的关联关系进行定义和描述。
  • 缺点
    1. 产品族的扩展将是一件十分费力的事情,假如产品族中需要增加一个新的产品,则几乎所有的工厂类都需要进行修改。
    2. 在具体工厂类的方法中,对于产品族里的产品,只能使用其中一个。这也比较容易理解,比如,一个套餐不会包含两款饮料(一款车子不可以搭载两种空调)。

总结

有利有弊

优点:将对象的创建统一起来便于维护和整体把控,对扩展开放,对修改封闭 缺点:耦合性提高,由于工厂类集中了所有实例的创建逻辑,违反了高内聚责任分配原则,将全部创建逻辑集中到了一个工厂类中,这种对条件的判断和对具体产品类型的判断交错在一起,很难避免模块功能的蔓延,对系统的维护和扩展非常不利。

使用有限

从工厂模式的示例可以看出:工厂模式需要类实现它的接口并且在业务内部存在明显的继承关系,比如汽车和奔驰宝马的关系。而继承关系往往存在于模型之间,业务之间很难存在继承关系,因此如果业务内部或者业务之间没有这种显式的继承关系该咋办?就算业务内部有继承关系,各个业务交给你统一管理,这样就会提高代码的耦合性,当创建逻辑复杂的时候,工厂方法就很复杂,容易产生干扰。

其开闭性优点很容易被替代

可以通过高度层次化和模块化来提高系统的开闭性,而不必生硬地去套用工厂模式。

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