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23种设计模式(2):工厂方法模式

来源:程序员人生   发布时间:2017-02-06 08:07:09 阅读次数:2416次

定义:定义1个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪个类,工厂方法使1个类的实例化延迟到其子类。

类型:创建类模式

类图:

工厂方法模式代码

[java] view plain copy
  1. interface IProduct {  
  2.     public void productMethod();  
  3. }  
  4.   
  5. class Product implements IProduct {  
  6.     public void productMethod() {  
  7.         System.out.println("产品");  
  8.     }  
  9. }  
  10.   
  11. interface IFactory {  
  12.     public IProduct createProduct();  
  13. }  
  14.   
  15. class Factory implements IFactory {  
  16.     public IProduct createProduct() {  
  17.         return new Product();  
  18.     }  
  19. }  
  20.   
  21. public class Client {  
  22.     public static void main(String[] args) {  
  23.         IFactory factory = new Factory();  
  24.         IProduct prodect = factory.createProduct();  
  25.         prodect.productMethod();  
  26.     }  
  27. }  

工厂模式:

        首先需要说1下工厂模式。工厂模式根据抽象程度的不同分为3种:简单工厂模式(也叫静态工厂模式)、本文所讲述的工厂方法模式、和抽象工厂模式。工厂模式是编程中常常用到的1种模式。它的主要优点有:

  • 可使代码结构清晰,有效地封装变化。在编程中,产品类的实例化有时候是比较复杂和多变的,通过工厂模式,将产品的实例化封装起来,使得调用者根本无需关心产品的实例化进程,只需依赖工厂便可得到自己想要的产品。
  • 对调用者屏蔽具体的产品类。如果使用工厂模式,调用者只关心产品的接口就能够了,至于具体的实现,调用者根本无需关心。即便变更了具体的实现,对调用者来讲没有任何影响。
  • 下降耦合度。产品类的实例化通常来讲是很复杂的,它需要依赖很多的类,而这些类对调用者来讲根本无需知道,如果使用了工厂方法,我们需要做的仅仅是实例化好产品类,然后交给调用者使用。对调用者来讲,产品所依赖的类都是透明的。

 

工厂方法模式:

       通过工厂方法模式的类图可以看到,工厂方法模式有4个要素:

  • 工厂接口。工厂接口是工厂方法模式的核心,与调用者直接交互用来提供产品。在实际编程中,有时候也会使用1个抽象类来作为与调用者交互的接口,其本质上是1样的。
  • 工厂实现。在编程中,工厂实现决定如何实例化产品,是实现扩大的途径,需要有多少种产品,就需要有多少个具体的工厂实现。
  • 产品接口。产品接口的主要目的是定义产品的规范,所有的产品实现都必须遵守产品接口定义的规范。产品接口是调用者最为关心的,产品接口定义的优劣直接决定了调用者代码的稳定性。一样,产品接口也能够用抽象类来代替,但要注意最好不要违背里氏替换原则。
  • 产品实现。实现产品接口的具体类,决定了产品在客户端中的具体行动。

        前文提到的简单工厂模式跟工厂方法模式极其相似,区分是:简单工厂只有3个要素,他没有工厂接口,并且得到产品的方法1般是静态的。由于没有工厂接口,所以在工厂实现的扩大性方面稍弱,可以算所工厂方法模式的简化版,关于简单工厂模式,在此1笔带过。

      

适用处景:

        不论是简单工厂模式,工厂方法模式还是抽象工厂模式,他们具有类似的特性,所以他们的适用处景也是类似的。

        首先,作为1种创建类模式,在任何需要生成复杂对象的地方,都可使用工厂方法模式。有1点需要注意的地方就是复杂对象合适使用工厂模式,而简单对象,特别是只需要通过new就能够完成创建的对象,无需使用工厂模式。如果使用工厂模式,就需要引入1个工厂类,会增加系统的复杂度。

       其次,工厂模式是1种典型的解耦模式,迪米特法则在工厂模式中表现的尤其明显。假设调用者自己组装产品需要增加依赖关系时,可以斟酌使用工厂模式。将会大大下降对象之间的耦合度。

       再次,由于工厂模式是依托抽象架构的,它把实例化产品的任务交由实现类完成,扩大性比较好。也就是说,当需要系统有比较好的扩大性时,可以斟酌工厂模式,不同的产品用不同的实现工厂来组装。

      

典型利用

       要说明工厂模式的优点,可能没有比组装汽车更适合的例子了。场景是这样的:汽车由发动机、轮、底盘组成,现在需要组装1辆车交给调用者。假设不使用工厂模式,代码以下:

[java] view plain copy
  1. class Engine {  
  2.     public void getStyle(){  
  3.         System.out.println("这是汽车的发动机");  
  4.     }  
  5. }  
  6. class Underpan {  
  7.     public void getStyle(){  
  8.         System.out.println("这是汽车的底盘");  
  9.     }  
  10. }  
  11. class Wheel {  
  12.     public void getStyle(){  
  13.         System.out.println("这是汽车的轮胎");  
  14.     }  
  15. }  
  16. public class Client {  
  17.     public static void main(String[] args) {  
  18.         Engine engine = new Engine();  
  19.         Underpan underpan = new Underpan();  
  20.         Wheel wheel = new Wheel();  
  21.         ICar car = new Car(underpan, wheel, engine);  
  22.         car.show();  
  23.     }  
  24. }  


        可以看到,调用者为了组装汽车还需要另外实例化发动机、底盘和轮胎,而这些汽车的组件是与调用者无关的,严重违背了迪米特法则,耦合度太高。并且非常不利于扩大。另外,本例中发动机、底盘和轮胎还是比较具体的,在实际利用中,可能这些产品的组件也都是抽象的,调用者根本不知道怎样组装产品。假设使用工厂方法的话,全部架构就显得清晰了许多。

[java] view plain copy
  1. interface IFactory {  
  2.     public ICar createCar();  
  3. }  
  4. class Factory implements IFactory {  
  5.     public ICar createCar() {  
  6.         Engine engine = new Engine();  
  7.         Underpan underpan = new Underpan();  
  8.         Wheel wheel = new Wheel();  
  9.         ICar car = new Car(underpan, wheel, engine);  
  10.         return car;  
  11.     }  
  12. }  
  13. public class Client {  
  14.     public static void main(String[] args) {  
  15.         IFactory factory = new Factory();  
  16.         ICar car = factory.createCar();  
  17.         car.show();  
  18.     }  
  19. }  

        使用工厂方法后,调用真个耦合度大大下降了。并且对工厂来讲,是可以扩大的,以后如果想组装其他的汽车,只需要再增加1个工厂类的实现就能够。不管是灵活性还是稳定性都得到了极大的提高。

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