工厂模式总结

匿名 (未验证) 提交于 2019-12-02 23:55:01

1.简单工厂――一个工厂创建多类产品(对象)

简单工厂模式(SimpleFactory Pattern)是指由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例,但它不属于GOF,23种设计模式(参考资料:http://en.wikipedia.org/wiki/Design_Patterns#Patterns_by_Type)。简单工厂适用于工厂类负责创建的对象较少的场景,且客户端只需要传入工厂类的参数(类的名字,或者类的class对象),对于如何创建对象的逻辑不需要关心。以课程为例,首先创建接口及其具体的实现:

1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory; 2  3 public interface ICourse { 4     //录制课程 5     void record(); 6 }
1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory; 2  3 public class JavaCourse implements ICourse { 4     @Override 5     public void record() { 6         System.out.println("录制Java课程..."); 7     } 8 }
1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory; 2  3 public class PythonCourse implements ICourse { 4     @Override 5     public void record() { 6         System.out.println("录制python课程"); 7     } 8 }

简单工厂:

 1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory.simplefactory;  2 import com.gupaoedu.vip.pattern.factory.ICourse;  3 import com.gupaoedu.vip.pattern.factory.JavaCourse;  4 import com.gupaoedu.vip.pattern.factory.PythonCourse;  5   6 /**  7  * 简单工厂,一个工厂可以创建不同的产品(对象)  8  */  9 public class CourseFactory { 10     public ICourse create(String name) { 11         if ("java".equals(name)) { 12             return new JavaCourse(); 13         } else if("python".equals(name)){ 14             return new PythonCourse(); 15         } else { 16             return null; 17         } 18     } 19 }

客户端调用:

 1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory.simplefactory;  2   3 import com.gupaoedu.vip.pattern.factory.ICourse;  4 import org.apache.log4j.BasicConfigurator;  5 import org.slf4j.Logger;  6 import org.slf4j.LoggerFactory;  7   8 import java.util.Calendar;  9  10 /** 11  * 简单工厂模式, 12  * 只适用于产品比较少,创建逻辑比较简单的场景 13  */ 14 public class SimpelFactoryTest { 15  16     public static void main(String[] args) { 17         //创建工厂 18         CourseFactory factory = new CourseFactory(); 19         //从工厂获得对象,不必每次都手动new ICourse,缺点,参数传入错误,则获取不到对象 20         ICourse course = factory.create("java"); 21         course.record(); 22         course = factory.create("python"); 23         course.record(); 24     } 25 }

上面的简单工厂存在的问题:如果要新增一个课程,那么工厂类的代码就必须要修改,不符合开闭原则,另外,传入参数错误,将获取不到正确的对象,因此,对工厂类CourseFactory做如下改进:

 1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory.simplefactory;  2   3 import com.gupaoedu.vip.pattern.factory.ICourse;  4   5 /**  6  * 简单工厂,一个工厂可以创建不同的产品(对象)  7  */  8 public class CourseFactory {  9    /* public ICourse create(String name) { 10         if ("java".equals(name)) { 11             return new JavaCourse(); 12         } else if("python".equals(name)){ 13             return new PythonCourse(); 14         } else { 15             return null; 16         } 17     }*/ 18     //简单工厂的改进,使用反射机制获取对象 19     public ICourse create(Class clazz) { 20         try { 21             if (null != clazz) { 22                 return (ICourse) clazz.newInstance(); 23             } 24         } catch (Exception e) { 25             e.printStackTrace(); 26         } 27         return null; 28     } 29 }

调用代码:

 1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory.simplefactory;  2   3 import com.gupaoedu.vip.pattern.factory.ICourse;  4 import com.gupaoedu.vip.pattern.factory.JavaCourse;  5 import com.gupaoedu.vip.pattern.factory.PythonCourse;  6   7 /**  8  * 简单工厂模式,  9  * 只适用于产品比较少,创建逻辑比较简单的场景 10  */ 11 public class SimpelFactoryTest { 12  13     public static void main(String[] args) { 14         //创建工厂 15         CourseFactory factory = new CourseFactory(); 16         //从工厂获得对象,不必每次都手动new ICourse,缺点,参数传入错误,则获取不到对象 17     /*    ICourse course = factory.create("java"); 18         course.record(); 19         course = factory.create("python"); 20         course.record();*/ 21  22         ICourse javaCourse = factory.create(JavaCourse.class); 23         javaCourse.record(); 24         ICourse pythonCourse = factory.create(PythonCourse.class); 25         pythonCourse.record(); 26  27     } 28 }

2.工厂方法模式(一个工厂只生产一种产品(创建一种对象))

工厂方法模式(FatoryMethodPattern)是指定义一个创建对象的接口,但让实现这个接口的类来决定实例化哪个类,工厂方法让类的实例化推迟到子类中进行。在工厂方法模式中用户只需要关心所需产品对应的工厂,无须关心创建细节,而且加入新的产品符合开闭原则。工厂方法模式主要解决产品扩展的问题,在简单工厂中,随着产品链的丰富,如果每个课程的创建逻辑有区别的话,工厂的职责会变得越来越多,有点像万能工厂,并不便于维护。根据单一职责原则我们将职能继续拆分,专人干专事Java课程由Java工厂创建,Python 课程由 Python 工厂创建,对工厂本身也做一个抽象。来看代码,先创建
ICourseFactory接口:(Icourse接口,JavaCourse PythonCourse类不变)

 1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory.factorymethod;  2   3 import com.gupaoedu.vip.pattern.factory.ICourse;  4   5 /**  6  * 工厂方法模式,一个工厂只能创建一种 产品(返回一种对象)  7  * 这里接口还可以改为抽象类,把一些公共的处理放到抽象类里面  8  */  9 public interface ICourseFactory { 10     ICourse create(); //这个接口不活,让它的子类干活 11 }

分别创建2个实现类,返回不同的工厂

 1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory.factorymethod;  2   3 import com.gupaoedu.vip.pattern.factory.ICourse;  4 import com.gupaoedu.vip.pattern.factory.JavaCourse;  5   6 /**  7  * 单一职责,这个工厂只能创建JavaCourse;不同的产品用不同的工厂创建;不同的工厂去负责差异化的创建逻辑  8  */  9 public class JavaCourseFactory implements  ICourseFactory { 10     @Override 11     public ICourse create() { 12         return new JavaCourse(); //这个工厂只能创建JavaCourse,直接new即可 13     } 14 }
 1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory.factorymethod;  2   3 import com.gupaoedu.vip.pattern.factory.ICourse;  4 import com.gupaoedu.vip.pattern.factory.PythonCourse;  5   6 public class PythonCourseFactory implements ICourseFactory {  7     @Override  8     public ICourse create() {  9         return new PythonCourse(); 10     } 11 }

调用:

 1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory.factorymethod;  2   3 import com.gupaoedu.vip.pattern.factory.ICourse;  4   5 public class FactoryMethodTest {  6     public static void main(String[] args) {  7         ICourseFactory  factory = new PythonCourseFactory();  8         ICourse course = factory.create();  9         course.record(); 10     } 11 }

(1)创建对象需要大量重复的代码。
(2)客户端(应用层)不依赖于产品类实例如何被创建、实现等细节。
(3)一个类通过其子类来指定创建哪个对象。
工厂方法也有缺点:
(1)类的个数容易过多,增加复杂度。
(2)增加了系统的抽象性和理解难度

抽象工厂模式(Abastract Factory Pattern)是指提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,无须指定他们具体的类。客户端(应用层)不依赖于产品类实例如何被创建、实现等细节,强调的是一系列相关的产品对象(属于同一产品族)一起使用创建对象需要大量重复的代码。需要提供一个产品类的库,所有的产品以同样的接口出现,从而使客户端不依赖于具体实现。理解抽象工厂之前,先了解两个概念:

产品等级结构和产品族,看下面的图:

同种类称为同等级,同相同等级的一类产品可以由不同的工厂生产,这些不同工厂生产出来的同一类产品,称之为一个产品等级

同一个具体工厂所生产的位于不同等级的一组产品称为一个产品族,下图 所示的是海尔工厂和 TCL 工厂所生产的电视机与空调对应的关系图。

(图片摘自http://c.biancheng.net/view/1351.html

现在假设上面的课程进行了升级,现在的业务变更为同一个课程不单纯是一个课程信息,要同时包含录播视频、课堂笔记,甚至还要提供源码才能构成一个完整的课程。在产品等级中增加两个产品IVideo录播

视频和INote课堂笔记。

1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory.abstractfactory; 2  3 public interface ICourse { 4     //录制课程 5     void record(); 6 }
1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory.abstractfactory; 2  3 public interface INote { 4     void edit();//记笔记 5 }
1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory.abstractfactory; 2  3 public interface IVideo { 4     void record(); 5 }
 1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory.abstractfactory;  2   3 import com.gupaoedu.vip.pattern.factory.ICourse;  4   5 /**  6  * 要求所有的子工厂都实现 这个工厂  7  * 一个品牌的抽象  8  */  9 public interface ICourseFactory { 10     ICourse createCourse(); 11     //不仅能创建课程,还能创建笔记和视频 12     INote createNote(); 13  14     IVideo createVideo(); 15 }

实现类:

1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory.abstractfactory; 2  3 public class JavaCourse implements ICourse { 4     @Override 5     public void record() { 6         System.out.println("录制Java课程..."); 7     } 8 }
1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory.abstractfactory; 2  3 public class PythonCourse implements ICourse { 4     @Override 5     public void record() { 6         System.out.println("录制python课程"); 7     } 8 }
1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory.abstractfactory; 2  3 public class JavaNote implements INote { 4     @Override 5     public void edit() { 6         System.out.println("编写java笔记"); 7     } 8 }
1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory.abstractfactory; 2  3 public class PythonNote implements INote { 4     @Override 5     public void edit() { 6         System.out.println("编写python笔记"); 7     } 8 }
1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory.abstractfactory; 2  3 public class JavaVideo implements IVideo { 4     @Override 5     public void record() { 6         System.out.println("录制java视频"); 7     } 8 }
1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory.abstractfactory; 2  3 public class PythonVideo implements IVideo { 4     @Override 5     public void record() { 6         System.out.println("录制python视频"); 7     } 8 }

工厂的实现类:每个工厂都可以生产三种产品

 1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory.abstractfactory;  2   3 import com.gupaoedu.vip.pattern.factory.ICourse;  4 import com.gupaoedu.vip.pattern.factory.JavaCourse;  5   6 public class JavaCourseFactory implements ICourseFactory {  7     @Override  8     public ICourse createCourse() {  9         return new JavaCourse(); 10     } 11  12     @Override 13     public INote createNote() { 14         return new JavaNote(); 15     } 16  17     @Override 18     public IVideo createVideo() { 19         return new JavaVideo(); 20     } 21 }
 1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory.abstractfactory;  2   3 import com.gupaoedu.vip.pattern.factory.ICourse;  4 import com.gupaoedu.vip.pattern.factory.PythonCourse;  5   6 public class PythonCourseFactory implements ICourseFactory {  7     @Override  8     public ICourse createCourse() {  9         return new PythonCourse(); 10     } 11  12     @Override 13     public INote createNote() { 14         return new PythonNote(); 15     } 16  17     @Override 18     public IVideo createVideo() { 19         return new PythonVideo(); 20     } 21 }

测试类:

 1 package com.gupaoedu.vip.pattern.factory.abstractfactory;  2   3 public class AbstractFactoryTest {  4     public static void main(String[] args) {  5         ICourseFactory factory = new JavaCourseFactory();  6         //同一个工厂创建多个产品;同一个产品可以被不同的工厂创建  7          factory.createCourse().record();  8          factory.createNote().edit();  9          factory.createVideo().record(); 10  11          //python工厂 12         PythonCourseFactory pythonCourseFactory = new PythonCourseFactory(); 13         pythonCourseFactory.createCourse().record(); 14         pythonCourseFactory.createNote().edit(); 15         pythonCourseFactory.createVideo().record(); 16     } 17 }

视频和笔记。抽象工厂非常完美清晰地描述这样一层复杂的关系。但是如果我们再继续扩展产品等级,将源码Source也加入到课程中,那么我们的代码从抽象工厂,到具体工厂要全部调整,很显然不符合开闭原则。因此抽象工厂也是有缺点的:

(1)规定了所有可能被创建的产品集合,产品族中扩展新的产品困难,需要修改抽象工厂
的接口。
(2)增加了系统的抽象性和理解难度。

简单工厂模式: 一个工厂创建所有对象(小作坊,什么都生产,工厂和产品一对多)

工厂方法模式:创建工厂接口/抽象类,让子类去创建对象;一套产品分的零部件由不同的工厂生产,每个工厂只生产一种零部件(创建一类对象)(工厂和产品一对一)

抽象工厂模式:不同工厂可以生产相同 的产品(产品族),一个产品可以给不同工厂去生产(产品等级),工厂和产品之间多对多的关系

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