二十三种设计模式第二篇--工厂模式
  cEe6YWJIAuf2 2023年11月05日 29 0


上篇我们了解了6条设计模式的准则,我相信如果你想了解设计模式,那么你迈出的第一步,我会将上一篇文档里边的6大准则进行一篇有关的代码展示,当然这是题外话了,本篇我们将重点围绕工厂模式进行讲解,天哪,23种设计模式我要记笔记写23篇,有点恐怖呀。

工厂模式

工厂模式的介绍

工厂模式,算是我们接触的最多的设计模式的一种吧。那么,到底什么是工厂模式呢?

工厂方法(Factory Method)模式,是对简单工厂模式进行了抽象、推广。
由于使用了多态性,工厂方法模式保持了简单工厂模式的优点,而且克服了缺点。通过设计一个抽象的Factory类或接口,这个类将不再负责具体的产品生产,而是只制定一些规范,具体的生产工作,推延到其子类去完成。

其目的是
定义一个用户创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类,工厂方法模式,使一个类的实例化,延迟到其子类

JDK中我们的Iterator方法:

二十三种设计模式第二篇--工厂模式_工厂模式


Collection接口是一种抽象方法,ArrayList是一种具体的工厂类。

Iterator接口是抽象商品类,ArrayList类中的Iter内部类是具体的商品类。

Collection可以看作是一个总的抽象工厂,它的一些实现这个接口的类,像ArrayList,LinkedHashSet等等可以看作一个个不同的品牌的工厂,而总的产品Iterator接口里面会定义产品所需功能的细节,然后在交给各个品牌不同的工厂来实现。

工厂模式的优点

  1. 使用工厂的方法在一个类的内部去创建对象,比直接去创建对象更加灵活
  2. 实现开闭原则,在不改变工厂的前提条件下,增加新的产品。
  3. 工厂方法模式通过面向对象的方法,将所要创建的具体对象进行创建工作,并将其延伸到子类,进而提供扩展的策略,更好的解决了那种紧密的耦合度关系。

工厂模式的一个小实例

首先我们分析下面这张关于工厂模式的图,我们等下使用具体的代码来实现这张图。

  1. 首先我们创建一个shape接口,里边存放一个draw()方法,接口下边是实现该接口的各种类,并且重写了接口里边的方法。
  2. 创建一个demo项目,来展示效果。
  3. 创建一个ShapeFactory类,作为一个工厂。

代码展示:

第一步 创建Shape接口。

public interface Shape {
   void draw();
}

第二步 写接口实现类:

public class Circle implements Shape {
 
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("我是 Circle::draw() 方法.");
   }
}
public class Square implements Shape {
 
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("我是 Square::draw() 方法.");
   }
}
public class Rectangle implements Shape {
 
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("我是 Rectangle::draw() 方法.");
   }
}

创建ShapeFactory类

public class ShapeFactory {
    
   //使用 getShape 方法获取形状类型的对象
   public Shape getShape(String shapeType){
      if(shapeType == null){
         return null;
      }
     
      if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
         return new Circle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
         return new Rectangle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
         return new Square();
      }
      return null;
   }
}

创建demo类

/**
 * 简单工厂:测试类
 */
public class FactoryPatternDemo {

    public static void main(String[] args) {
        ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();
        //获取 Circle 的对象,并调用它的 draw 方法
        Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");
        //调用 Circle 的 draw 方法
        shape1.draw();
        //获取 Rectangle 的对象,并调用它的 draw 方法
        Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
        //调用 Rectangle 的 draw 方法
        shape2.draw();
        //获取 Square 的对象,并调用它的 draw 方法
        Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");
        //调用 Square 的 draw 方法
        shape3.draw();
    }
}

至此,一个简单的工厂模式就设计好了,一眼看过去,发现工厂模式也就那么回事呀。

其他例子:

1、Hibernate 换数据库只需换方言和驱动就可以。
2、Spring 中 BeanFactory
3、JDK中的 Calendar类,

JDK中的Calendar类工程模式代码:

public class Test_other {
    public static void main(String[] args) {
        Calendar c=Calendar.getInstance();
        ILoggerFactory lf= LoggerFactory.getILoggerFactory();
        //简单工厂
        Logger logger=lf.getLogger( Test_other.class.getName() );
        logger.info("hello World");
    }
}

最后,在这里我们用自己的话来复述一遍,工厂模式的优点和缺点。

优点:
1、一个调用者想创建一个对象,只要知道其名称就可以了。
2、扩展性高,如果想增加一个产品,只要扩展一个工厂类就可以。
3、屏蔽产品的具体实现,调用者只关心产品的接口。

缺点:
每次增加一个产品时,都需要增加一个具体类和对象实现工厂,使得系统中类的个数成倍增加,在一定程度上增加了系统的复杂度,同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。

目前工厂模式的使用场景:

1、日志记录器:记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等,用户可以选择记录日志到什么地方。

2、数据库访问,当用户不知道最后系统采用哪一类数据库,以及数据库可能有变化时。

3、设计一个连接服务器的框架,需要三个协议,"POP3"、"IMAP"、"HTTP",可以把这三个作为产品类,共同实现一个接口。

在举一个例子:

创建接口:

public interface ICourse {
    /**
     * 录制视频
     * @return
     */
    void record();
}

接口实现类:

public class JavaCourse implements ICourse {

    @Override
    public void record() {
        System.out.println("Java课程");
    }
}
public class PythonCourse implements ICourse {

    @Override
    public void record() {
        System.out.println("Python课程");
    }
}

创建工厂:

public class CourseFactory {
      //简单工厂 实现方案一:   通过  if...else判断完成
//    public ICourse create(String name){
//        if("java".equals(name)){
//            return new JavaCourse();
//        }else if("python".equals(name)){
//            return new PythonCourse();
//        }else {
//            return null;
//        }
//    }

      // //简单工厂 实现方案二:   通过 反射 判断对象创建
    public ICourse create(String className){
        try {
            if (!(null == className || "".equals(className))) {
                return (ICourse) Class.forName(className).newInstance();
            }

        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

//    //简单工厂 实现方案三:   通过 class对象完成对象创建.
    public ICourse create(Class<? extends ICourse> clazz){
        try {
            if (null != clazz) {
                return clazz.newInstance();
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

小作坊式的工厂模型

public class SimpleFactoryTest {

    public static void main(String[] args) {

        CourseFactory cf=new CourseFactory();
        JavaCourse jc= (JavaCourse) cf.create(JavaCourse.class);
        System.out.println( jc );

    }
}

到此这个工厂实现类基本上完成了。

二十三种设计模式第二篇--工厂模式_uml_02

我们也可以对当前代码优化一下,让他变得更加优雅:

二十三种设计模式第二篇--工厂模式_java_03

public interface ICourseFactory {
    ICourse create();
}
public class JavaCourseFactory implements ICourseFactory {
    @Override
    public ICourse create() {
    //返回一个对象
        return new JavaCourse();
    }
}
public class PythonCourseFactory implements ICourseFactory {
    @Override
    public ICourse create() {
        return new PythonCourse();
    }
}

测试

//工厂方法模式
public class FactoryMethodTest {

    public static void main(String[] args) {

        ICourseFactory factory = new PythonCourseFactory();
        ICourse course = factory.create();
        course.record();

        factory = new JavaCourseFactory();
        course = factory.create();
        course.record();


        List l=new ArrayList();
        List ll=new LinkedList();
        ll.iterator();

    }
}

注意事项:
作为一种创建类模式,在任何需要生成复杂对象的地方,都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式,而简单对象,特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象,无需使用工厂模式。如果使用工厂模式,就需要引入一个工厂类,会增加系统的复杂度。

工厂模式(Factory Pattern)是 Java 中最常用的设计模式之一。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。
在工厂模式中,我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑,并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。

意图: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。 主要解决:主要解决接口选择的问题。

何时使用:我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。 如何解决:让其子类实现工厂接口,返回的也是一个抽象的产品。


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最后一次编辑于 2023年11月08日 0

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