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工厂模式

2022-07-30 00:12:00 【老蛙@】

概述

工厂模式是一个创建型模式，将对象的实例化从new方式改为工厂的方法，将选择实现类，创建对象统一管理和控制，实现调用者和实现类解耦

简单工厂模式

基本介绍

  1. 简单工厂模式属于创建型模式，是工厂模式的一种，简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建哪一种产品类的实例
  2. 简单工厂模式定义了一个创建对象的类，有这个类来封装实例化对象的行为
  3. 在软件开发中，如果会用到大量的创建某种、某类或者某批对象时，就会用到工厂模式

案例

假设一个披萨店项目

  1. 披萨种类有很多，如GreekPizza、CheesePizza等
  2. 披萨的制作流程有prepare、bake、cut、box
  3. 完成披萨的订购制作功能

传统方式

/*** * @author shaofan * @Description 未使用简单工厂模式的方式 */
public class PizzaStore {
    
    public static void main(String[] args) {
    
        new OrderPizza1();
    }
}

abstract class Pizza{
    
    abstract void prepare();
    abstract void bake();
    abstract void cut();
    abstract void box();

}

class CheesePizza extends Pizza{
    

    @Override
    void prepare() {
    
        System.out.println("CheesePizza prepare");
    }

    @Override
    void bake() {
    
        System.out.println("CheesePizza bake");
    }

    @Override
    void cut() {
    
        System.out.println("CheesePizza cut");
    }

    @Override
    void box() {
    
        System.out.println("CheesePizza box");
    }
}

class GreekPizza extends Pizza{
    

    @Override
    void prepare() {
    
        System.out.println("GreekPizza prepare");
    }

    @Override
    void bake() {
    
        System.out.println("GreekPizza bake");
    }

    @Override
    void cut() {
    
        System.out.println("GreekPizza cut");
    }

    @Override
    void box() {
    
        System.out.println("GreekPizza box");
    }
}

/*** * 披萨订购 */
class OrderPizza1{
    
    public OrderPizza1(){
    
        Pizza pizza = null;
        String orderType;
        while (true){
    
            orderType = getOrderType();
            switch(orderType){
    
                case "Cheese":
                    pizza = new CheesePizza();
                    break;
                case "Greek":
                    pizza = new GreekPizza();
                    break;
                default:
                    System.out.println("finish");
                    System.exit(0);
            }
            pizza.prepare();
            pizza.bake();
            pizza.cut();
            pizza.box();
        }
    }

    private String getOrderType(){
    
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入披萨种类");
        return in.next();
    }
}

/*** * 披萨订购 */
class OrderPizza2{
    
    public OrderPizza2(){
    
        Pizza pizza = null;
        String orderType;
        while (true){
    
            orderType = getOrderType();
            switch(orderType){
    
                case "Cheese":
                    pizza = new CheesePizza();
                    break;
                case "Greek":
                    pizza = new GreekPizza();
                    break;
                default:
                    System.out.println("finish");
                    System.exit(0);
            }
            pizza.prepare();
            pizza.bake();
            pizza.cut();
            pizza.box();
        }
    }

    private String getOrderType(){
    
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入披萨种类");
        return in.next();
    }
}

如果需要增加一款披萨，这个时候除了扩展一个新的类继承Pizza，还需要修改Pizza的调用方OrderPizza的代码，违反了开闭原则；加上不同的店铺可能有不同的orderPizza方式，导致增加一个pizza每个OrderPizza都要修改
如果我们把创建Pizza对象封装到一个类中，当出现新的Pizza种类时，就只用修改该类；将Pizza对象的实例化和OrderPizza调用方隔离

使用简单工厂模式

/*** * @author shaofan * @Description 使用简单工厂模式的改进 */
public class PizzaStore {
    
    public static void main(String[] args) {
    
        new OrderPizza(new SimpleFactory()).order();
    }
}

/*** * 披萨简单工厂 */
class SimpleFactory{
    
    public Pizza createPizza(String orderType){
    
        Pizza pizza = null;
        switch(orderType){
    
            case "Cheese":
                pizza = new CheesePizza();
                break;
            case "Greek":
                pizza = new GreekPizza();
                break;
            default:
                System.out.println("订购失败");
                return pizza;
        }
        pizza.prepare();
        pizza.bake();
        pizza.cut();
        pizza.box();
        return pizza;
    }
}

class OrderPizza{
    
    private SimpleFactory simpleFactory;

    public OrderPizza(SimpleFactory simpleFactory) {
    
        this.simpleFactory  =simpleFactory;
    }

    public void setSimpleFactory(SimpleFactory simpleFactory) {
    
        this.simpleFactory = simpleFactory;
    }

    public void order(){
    
        while(true){
    
            String orderType = getOrderType();
            if(orderType.equals("exit")){
    
                break;
            }
            simpleFactory.createPizza(orderType);
        }
    }

    private String getOrderType(){
    
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入披萨种类");
        return in.next();
    }
}

abstract class Pizza{
    
    abstract void prepare();
    abstract void bake();
    abstract void cut();
    abstract void box();

}

class CheesePizza extends Pizza {
    

    @Override
    void prepare() {
    
        System.out.println("CheesePizza prepare");
    }

    @Override
    void bake() {
    
        System.out.println("CheesePizza bake");
    }

    @Override
    void cut() {
    
        System.out.println("CheesePizza cut");
    }

    @Override
    void box() {
    
        System.out.println("CheesePizza box");
    }
}

class GreekPizza extends Pizza {
    

    @Override
    void prepare() {
    
        System.out.println("GreekPizza prepare");
    }

    @Override
    void bake() {
    
        System.out.println("GreekPizza bake");
    }

    @Override
    void cut() {
    
        System.out.println("GreekPizza cut");
    }

    @Override
    void box() {
    
        System.out.println("GreekPizza box");
    }
}

使用一个简单工厂将对象的创建和调用分离，这样不论多少个OrderPizza类，他们都从SimpleFactory来获取Pizza，对于新增的Pizza只用修改SimpleFactory即可

工厂方法模式

基本介绍

基于简单工厂模式，可以发现是根据参数的不同来生成不同的对象实例，在扩展的时候需要修改工厂的代码，工厂方法模式旨在将不同实体的实例由不同的工厂来创建，在扩展的时候，只需要新增新的工厂和实体类，不需要修改代码

案例

/*** * @author shaofan * @Description 工厂方法模式 */
public class FactoryMethod {
    
    public static void main(String[] args) {
    
        new BenchCarFactory().createCar();
        new TeslaCarFactory().createCar();
    }
}

interface CarFactory{
    
    Car createCar();
}

class BenchCarFactory implements CarFactory{
    

    @Override
    public Car createCar() {
    
        return new BenchCar();
    }
}

class TeslaCarFactory implements CarFactory{
    

    @Override
    public Car createCar() {
    
        return new TeslaCar();
    }
}

abstract class Car{
    
    String name;
}

class BenchCar extends Car{
    
    public BenchCar(){
    
        this.name = "奔驰";
    }
}
class TeslaCar extends Car{
    
    public TeslaCar(){
    
        this.name = "特斯拉";
    }
}

实体继承一个抽象类Car，工厂也实现一个接口CarFactory，每个工厂只负责自己的这一个产品的创建，需要新增产品时，新增一个产品类和一个工厂，而不用覆盖代码

抽象工厂模式

产品等级和产品族

  1. 产品等级是指产品的产品的继承结构，继承自同一父类的产品属于同一等级，比如小米手机、华为手机等都继承自手机类
  2. 产品族是指同一个工厂生产的，位于不同产品等级结构的一组产品，比如小米路由器、小米手机，他们都会由小米工厂生产，但是一个位于手机等级，一个位于路由器等级，他们属于同一产品族，而不是同一等级

基本介绍

抽象工厂模式定义了一个interface用于创建相关或有依赖关系的产品族，而无需指明具体的类，这个创建多个等级的同族产品的工厂就是抽象工厂

案例

/*** * @author shaofan * @Description 抽象工厂模式 */
public class AbsFactory {
    
}

/*** * 手机等级产品 */
abstract class Phone{
    
    abstract void start();
    abstract void shutDown();
    abstract void call();
}

class XiaomiPhone extends Phone{
    

    @Override
    void start() {
    
        System.out.println("小米手机启动");
    }

    @Override
    void shutDown() {
    
        System.out.println("小米手机关闭");
    }

    @Override
    void call() {
    
        System.out.println("小米手机通话");
    }
}

class HuaweiPhone extends Phone{
    
    @Override
    void start() {
    
        System.out.println("华为手机启动");
    }

    @Override
    void shutDown() {
    
        System.out.println("华为手机关闭");
    }

    @Override
    void call() {
    
        System.out.println("华为手机通话");
    }
}
/*** * 路由器等级产品 */
abstract class Router{
    
    abstract void start();
    abstract void shutDown();
    abstract void setting();
}

class XiaomiRouter extends Router{
    

    @Override
    void start() {
    
        System.out.println("小米路由器启动");
    }

    @Override
    void shutDown() {
    
        System.out.println("小米路由器关闭");
    }

    @Override
    void setting() {
    
        System.out.println("小米路由器设置");
    }
}

class HuaweiRouter extends Router{
    
    @Override
    void start() {
    
        System.out.println("华为路由器启动");
    }

    @Override
    void shutDown() {
    
        System.out.println("华为路由器关闭");
    }

    @Override
    void setting() {
    
        System.out.println("华为路由器设置");
    }
}

/*** * 抽象产品工厂 */
interface AbstractFactory{
    
    Phone createPhone();
    Router createRouter();
}

class XiaomiFactory implements AbstractFactory{
    

    @Override
    public Phone createPhone() {
    
        return new XiaomiPhone();
    }

    @Override
    public Router createRouter() {
    
        return new XiaomiRouter();
    }
}

class HuaweiFactory implements AbstractFactory{
    

    @Override
    public Phone createPhone() {
    
        return new HuaweiPhone();
    }

    @Override
    public Router createRouter() {
    
        return new HuaweiRouter();
    }
}

JDK源码分析

JDK中的Calendar类中，使用到了简单工厂模式
在这里插入图片描述
在Calendar.getInstance()中，通过传入的时区参数，来创建不同时区的Calendar对象

总结

  1. 简单工厂，重点在于caller通过参数创建不同类型的对象，而不直接创建，将对象的创建和caller隔离，在扩展同等级的对象时，只需要修改创建对象的工厂即可，与caller解耦
  2. 工厂方法，为了保存旧代码，扩展功能时不对代码进行修改，同一等级的不同对象有自己的工厂，每个工厂只创建自己的对象，这样在扩展的时候只用创建一个工厂类和一个对象类，不用修改代码
  3. 抽象工厂，对具有相同特点的同一对象族进行抽象，得到的抽象工厂可以创建同一个对象族不同等级的对象，一个工厂类对应一个对象族，一个方法对应一个对象等级
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