工厂模式
前置知识
概念
实现了创建者和调用者的分离。
详细分类:
- 简单工厂模式
- 工厂方法模式
- 抽象工厂模式
面向对象设计的基本原则
OCP(开闭原则,Open-Closed Principle):一个软件的实体应当对扩展开放,对修改关闭。
DIP(依赖倒转原则,Dependence Inversion Principle):要针对接口编程,不要针对实现编程。
LoD(迪米特法则,Law of Demeter):只与你直接的朋友通信,而避免和陌生人通信。
核心本质
实例化对象,用工厂方法代替new操作。
将选择实现类、创建对象统一管理和控制。从而将调用者跟我们的实现类解耦。
- 简单工厂模式
用来生产同一等级结构中的任意产品。(对于增加新的产品,需要修改已有代码)
- 工厂方法模式
用来生产同一等级结构中的固定产品。(支持增加任意产品)
- 抽象工厂模式
用来生产不同产品族的全部产品。(对于增加新的产品,无能为力;支持 增加产品族)
工厂模式
简单工厂模式
简单工厂模式也叫静态工厂模式,就是工厂类一般是使用静态方法,通过接收的参数的不同来返回不同的对象实例。
Car 接口
/**
* Car 接口
* @author YJ
*/
public interface Car {
void run();
}
Audi汽车类现实Car接口
public class Audi implements Car{
@Override
public void run() {
System.out.println("Audi Run ...");
}
}
Byd汽车类现实Car接口
public class Byd implements Car{
@Override
public void run() {
System.out.println("Byd Run ...");
}
}
CarFactory 工厂类
两种实现方式
public class CarFactory {
public static Car createCar(String type){
if ("奥迪".equals(type)){
return new Audi();
}else if ("比亚迪".equals(type)){
return new Byd();
}else {
return null;
}
}
}
或者重构方法
/**
* 简单工厂类/静态工厂类
* @author YJ
* @date 2022/5/10 16:57
*/
public class CarFactory2 {
public static Car createAudi(){
return new Audi();
}
public static Car createByd(){
return new Byd();
}
}
工厂方法模式
为了避免简单工厂模式的缺点,不完全满足OCP
工厂方法模式和简单工厂模式最大的不同在于,简单工厂模式只有一个(对于一个项目
或者一个独立模块而言)工厂类,而工厂方法模式有一组实现了相同接口的工厂类。
- 先建立Audi Byd Car 接口 类
public class Audi implements Car {
@Override
public void run() {
System.out.println("Audi Run ...");
}
}
public class Byd implements Car {
@Override
public void run() {
System.out.println("Byd Run ...");
}
}
/**
* Car 接口
* @author YJ
*/
public interface Car {
void run();
}
- 新建CarFactory 工厂类
public interface CarFactoryFa
- 后面如果来实现Audi Byd 的话,就直接通过实现 CarFactory 工厂类来完成创建
例创建AudiFactory
public class AudiFactory implements CarFactory{
/**
* 构建汽车
*
* @return
*/
@Override
public Car createCar() {
return new Audi();
}
}
创建BydFactory
public class BydFactory implements CarFactory{
/**
* 构建汽车
*
* @return
*/
@Override
public Car createCar() {
return new Byd();
}
}
- 在拓展的时候,满足OCP 原则,即一个软件的实体应当对扩展开放,对修改关闭
例:需求:新增Benz工厂,通过创建Benz 模型,再实现Benz接口
public class Benz implements Car{
@Override
public void run() {
System.out.println("Benz run .....");
}
}
public class BenzFactory implements CarFactory{
/**
* 构建汽车
*
* @return
*/
@Override
public Car createCar() {
return new Benz();
}
}
完成了需求的新增,但没有对之前的代码进行修改
简单工厂模式和工厂方法模式PK
-
结构复杂度
从这个角度比较,显然简单工厂模式要占优。简单工厂模式只需一个工厂类,而工厂方法模式的工厂类随着产品类个 数增加而增加,这无疑会使类的个数越来越多,从而增加了结构的复杂程度。
-
代码复杂度
代码复杂度和结构复杂度是一对矛盾,既然简单工厂模式在结构方面相对简洁,那么它在代码方面肯定是比工厂方法 模式复杂的了。简单工厂模式的工厂类随着产品类的增加需要增加很多方法(或代码),而工厂方法模式每个具体工 厂类只完成单一任务,代码简洁。
-
客户端编程难度
工厂方法模式虽然在工厂类结构中引入了接口从而满足了OCP,但是在客户端编码中需要对工厂类进行实例化。而简 单工厂模式的工厂类是个静态类,在客户端无需实例化,这无疑是个吸引人的优点。
-
管理上的难度
这是个关键的问题。 我们先谈扩展。众所周知,工厂方法模式完全满足OCP,即它有非常良好的扩展性。那是否就说明了简单工厂模式就 没有扩展性呢?答案是否定的。简单工厂模式同样具备良好的扩展性——扩展的时候仅需要修改少量的代码(修改工 厂类的代码)就可以满足扩展性的要求了。尽管这没有完全满足OCP,但我们不需要太拘泥于设计理论,要知道, sun提供的java官方工具包中也有想到多没有满足OCP的例子啊。 然后我们从维护性的角度分析下。假如某个具体产品类需要进行一定的修改,很可能需要修改对应的工厂类。当同时 需要修改多个产品类的时候,对工厂类的修改会变得相当麻烦(对号入座已经是个问题了)。反而简单工厂没有这些 麻烦,当多个产品类需要修改是,简单工厂模式仍然仅仅需要修改唯一的工厂类(无论怎样都能改到满足要求吧?大 不了把这个类重写)。
根据设计理论建议:工厂方法模式。但实际上,我们一般都用简单工厂模式。
抽象工厂模式
用来生产不同产品族的全部产品。(对于增加新的产品,无能为力; 支持增加产品族)
抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本,在有多个业务品种、业务 分类时,通过抽象工厂模式产生需要的对象是一种非常好的解决方式。
- 创建产品簇
Engine
/**
* 发动机产品簇
* @author YKX
*/
public interface Engine {
void run();
void start();
}
class LuxuryEngine implements Engine{
@Override
public void run() {
System.out.println("Fast ! ");
}
@Override
public void start() {
System.out.println("启动快,可以自动启停");
}
}
class LowerEngine implements Engine{
@Override
public void run() {
System.out.println("Low ! ");
}
@Override
public void start() {
System.out.println("启动慢,不可以自动启停");
}
}
- 座椅产品簇
Seat
public interface Seat {
void massage();
}
class LuxurySeat implements Seat {
@Override
public void massage() {
System.out.println("可以自动按摩!");
}
}
class LowSeat implements Seat {
@Override
public void massage() {
System.out.println("不能按摩!");
}
}
- 轮胎产品簇
Tyre
/**
* 轮胎产品簇
*
* @author YKX
*/
public interface Tyre {
void revolve();
}
class LuxuryTyre implements Tyre {
@Override
public void revolve() {
System.out.println("旋转磨损慢!");
}
}
class LowerTyre implements Tyre {
@Override
public void revolve() {
System.out.println("旋转磨损快");
}
}
- 创建低端汽车工厂类
/**
* 低端工厂
* @author YJ
* @date 2022/5/11 10:40
*/
public class LowerCarFactory implements CarFactory{
@Override
public Engine createEngine() {
return new LowerEngine();
}
@Override
public Seat createSeat() {
return new LuxurySeat();
}
@Override
public Tyre createTyre() {
return new LuxuryTyre();
}
}
- 高端工厂类
/**
* 高端汽车工厂
* @author YJ
*/
public class LuxuryCarFactory implements CarFactory {
@Override
public Engine createEngine() {
return new LuxuryEngine();
}
@Override
public Seat createSeat() {
return new LuxurySeat();
}
@Override
public Tyre createTyre() {
return new LuxuryTyre();
}
}
进行测试
- Client 类
/**
* 产品族
* @author YJ
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
LuxuryCarFactory factory = new LuxuryCarFactory();
Engine engine = factory.createEngine();
engine.run();
engine.start();
}
}
运行结果
总结
工厂模式要点:
简单工厂模式(静态工厂模式)
虽然某种程度不符合设计原则,但实际使用最多
工厂方法模式
不修改已有类的前提下,通过增加新的工厂类实现扩展。
抽象工厂模式
不可以增加产品,可以增加产品族!
应用场景
JDK中Calendar的getInstance方法
JDBC中Connection对象的获取
Hibernate中SessionFactory创建Session
spring中IOC容器创建管理bean对象
XML解析时的DocumentBuilderFactory创建解析器对象
反射中Class对象的newInstance()
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GOF23设计模式之工厂模式
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