Java设计模式——三种工厂模式

与一个对象相关的职责通常有三类:对象本身所具有的职责、创建对象的职责和使用对象的职责。对象本身的职责比较容易理解,就是对象自身所具有的一些数据和行为,可通过一些公开的方法来实现它的职责。

      在Java语言中,我们通常有以下几种创建对象的方式:

       (1) 使用new关键字直接创建对象;

       (2) 通过反射机制创建对象;

       (3) 通过clone()方法创建对象;

       (4) 通过工厂类创建对象。

      毫无疑问,在客户端代码中直接使用new关键字是最简单的一种创建对象的方式,但是它的灵活性较差

可以考虑是否使用工厂模式,虽然这样做,可能多做一些工作,但会给你系统带来更大的可扩展性和尽量少的修改量


工厂模式的好处就是解耦

主要是为创建对象提供过渡接口,以便将创建对象的具体过程屏蔽隔离起来,达到提高灵活性的目的。

工厂模式在《Java与模式》中分为三类:1)简单/静态工厂模式(Simple Factory):不利于产生系列产品;2)工厂方法模式(Factory Method):又称为多形性工厂;3)抽象工厂模式(Abstract Factory):又称为工具箱,产生产品族,但不利于产生新的产品;

 

1、普通工厂模式,就是建立一个工厂类,对实现了同一接口的一些类进行实例的创建。首先看下关系图:

Java设计模式——三种工厂模式

举例如下:(我们举一个发送邮件和短信的例子)

首先,创建二者的共同接口

 

 public interface Sender {

    public void Send();

}

其次,创建实现类:

 

public class SmsSender implements Sender {
    @Override
    public void Send() {
        System.out.println("this is sms sender!");
    }
}

最后,建工厂类:

 

public class SendFactory {

    public Sender produce(String type{
        if ("mail".equals(type)) {
            return new MailSender();
        } else if ("sms".equals(type)) {
            return new SmsSender();
        } else {
            System.out.println("请输入正确的类型!");
            return null;
        }
    }
}

测试

public class FactoryTest {

    public static void main(String[] args) {
        SendFactory factory = new SendFactory();
        Sender sender = factory.produce("sms");
        sender.Send();
    }
}

输出:this is sms sender!


2.多个工厂方法模式,是对普通工厂方法模式的改进,在普通工厂方法模式中,如果传递的字符串出错,则不能正确创建对象,而多个工厂方法模式是提供多个工厂方法,分别创建对象。关系图:

Java设计模式——三种工厂模式

将上面的代码做下修改,改动下SendFactory类就行,如下:

public class SendFactory {

    public Sender produceMail(){
        return new MailSender();
    }

    public Sender produceSms(){
        return new SmsSender();
    }
}

测试类如下:

public class FactoryTest {

    public static void main(String[] args) {
        SendFactory factory = new SendFactory();
        Sender sender = factory.produceMail();
        sender.Send();
    }

输出:this is mailsender!

3.静态工厂方法模式,将上面的多个工厂方法模式里的方法置为静态的,不需要创建实例,直接调用即可。

public class SendFactory {

    public static Sender produceMail(){
        return new MailSender();
    }

    public static Sender produceSms(){
        return new SmsSender();
    }
}


public class FactoryTest {

    public static void main(String[] args) {    
        Sender sender = SendFactory.produceMail();
        sender.Send();
    }
}

输出:this is mailsender!

4、抽象工厂模式(Abstract Factory

 

工厂方法模式有一个问题就是,类的创建依赖工厂类,也就是说,如果想要拓展程序,必须对工厂类进行修改,这违背了闭包原则,所以,从设计角度考虑,有一定的问题,如何解决?就用到抽象工厂模式,创建多个工厂类,这样一旦需要增加新的功能,直接增加新的工厂类就可以了,不需要修改之前的代码。因为抽象工厂不太好理解,我们先看看图,然后就和代码,就比较容易理解。

 

Java设计模式——三种工厂模式


创建一个工厂接口:

/**
 * 工厂接口
 * @author Administrator
 *
 */

public interface Provider {


    public Sender produce();
}

工厂实现

public class SendMailFactory  implements Provider{

    @Override
    public Sender produce() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new MailSender();
    }

}

public class SendSmsFactory implements Provider{

    @Override
    public Sender produce() {
        return new SmsSender();
    }

}

测试类

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        Provider p = new SendMailFactory();
        Sender send = p.produce();
        send.send();
    }
}

输出:this is mailsender!

抽象工厂模式的缺点:如果需要增加新的产品树,那么就要新增三个产品类,这样大批量的改动是很丑陋的做法。

再举例:

Java设计模式——三种工厂模式

可以看出抽象工厂明显的缺点:

难以扩展产品族—>如果我再要宠物猪的话

所以可以用简单工厂配合反射来改进抽象工厂(暂不研究)


简单来说:工厂方法模式的工厂是创建出一种产品,而抽象工厂是创建出一类产品。

1.一类的产品我们称之为产品族。猫是一类的,狗也是一类的。所以AnimalFactory定义了两类产品


2.产品的继承结构称之为产品等级

所有的狗都是会吃肉的,所以Dog实现了eat()方法

    狗又分成了公狗和母狗,所以定义了两个类FemaleDog和MaleDog继承了Dog,实现了gender()方法(这里上图未体现狗的抽象类,忘了画了)

所有的猫都是会吃鱼的,所以Cat实现了eat()方法

    猫又分成了公猫和母猫,所以定义了两个类FemaleCat和MaleCat继承了Cat,实现了gender()方法(这里上图未体现猫的抽象类,忘了画了)


3.具体的工厂是面向多个产品等级结构进行生产

  • 所以DogFactory定义了createMaleDog()和creatFemaleDog()

  • 所以CatFactory定义了creatMaleCat()和createFemaleCat()

找到狗工厂就可以创建公狗和母狗,找到猫工厂就可以创建母猫和公猫

 

         总的来说我们用简单工厂模式比较多,工厂方式模式的话代码量会比较大,抽象工厂模式的话需要业务比较大的情况下才会用到。


原文始发于微信公众号(茀园日记):Java设计模式——三种工厂模式

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