【23种设计模式专题】二 工厂模式
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文章目录
- 前言
- 小故事
- 传统方式
- 简单工厂(第一种)
- 工厂方法模式(第二种)
- 抽象工厂模式(第三种)
- 使用工厂方法模式
- 使用抽象工厂实现
前言
通过上一篇文章，我们已经知道程序猿是有女(男)朋友，也知道如何保证只会有一个对象(男女朋友)，本文我们来看一看工厂模式。
社长：“老王，我们开始继续23中设计模式之工厂模式”
隔壁老王: “社长，工厂模式有什么用，为什么要用工厂模式？”
社长: “我先买一个小关子，先来看一看传统的写法”
小故事
周末一大早，6点钟左右，我就被吵醒,然后一脸呆萌呆萌的看着我，原来是忘记给我家乖乖喂食物咯，看了一下存放猫粮的袋子，也弹尽粮绝咯，只能上宠物店去购买猫粮。他的名字叫汤圆
传统方式
通过代码，我们实现去宠物店购买猫粮的这样一个需求。
package com.cxyxs.designmode.factory;
/**
* Description：
* Author: 程序猿学社
* Date: 2020/4/3 23:16
* Modified By:
*/
public interface PetShop {
void buy();
}
class Meat implements PetShop{
@Override
public void buy() {
System.out.println("社长给汤圆购买肉干");
}
}
/**
* 提供者
* =======================
* 调用者
*/
class Test{
public static void main(String[] args) {
PetShop ps = new Meat();
ps.buy();
}
}
- 这种写法违反了迪米特法则也就是最少知道原则，通俗的来讲，就是一个类对自己依赖的类知道的越少越好。也就是说，对于被依赖的类来说，无论逻辑多么复杂，都尽量地的将逻辑封装在类的内部，对外除了提供的public方法，不对外泄漏任何信息。
- 结合生活实际理解，例如我这里是去购买肉干，我有必要知道这个肉是如何生产出来的吗？
- 实际上也违反勒开闭原则，对扩展开放（提供者），对修改关闭（调用者）
例如我们把类Meat改为Meat1，我们可以发现，我们需要修改两个地方，一个是提供者，还有一个是调用者，两边都要改动，这就违反了对修改关闭这一条，也没有实现程序的一个解耦。
隔壁老王： “社长，你也说了，上面这种方式，提供者一变，调用者就得跟着变，在项目开发过程中，如何也出现这样的问题，那大家还能不能愉快的玩耍咯”
社长：“别急，我们可以通过简单工厂来实现”
简单工厂(第一种)
从设计模式的类型上来说，简单工厂模式是属于创建型模式，又叫做静态工厂方法（Static Factory Method）模式，但不属于23种GOF设计模式之一。简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例
肉干毕竟不能当饭吃，所以，还得买猫粮，肉干只能当零食吃。所以这时候我们的需求又发生了改变。
- 不清楚这个图如何画的，可以百度查一下UML类图
package com.cxyxs.designmode.factory.simple;
/**
* Description：宠物店
* Author: 程序猿学社
* Date: 2020/4/3 23:16
* Modified By:
*/
public interface PetShop {
void buy();
}
class Meat implements PetShop{
@Override
public void buy() {
System.out.println("社长给汤圆购买肉干");
}
}
class Foot implements PetShop{
@Override
public void buy() {
System.out.println("社长给汤圆购买猫粮");
}
}
class CatFootFacoty{
public static PetShop buy(String name){
switch (name){
case "猫粮":
return new Foot();
case "肉干":
return new Meat();
}
return null;
}
}
/**
* 提供者代码
* =======================
* 调用端代码
*/
class Test{
public static void main(String[] args) {
PetShop ps = CatFootFacoty.buy("肉干");
PetShop ps1 = CatFootFacoty.buy("猫粮");
ps.buy();
ps1.buy();
}
}
好处：
- 在这里借助了一个工厂类CatFootFacoty，实现解耦，我们不用关心肉干和猫粮是生产生产的，只需要告诉工厂，我需要这两样东西。由工厂统一管理。
- 产品很少的情况下，可以实现简单工厂模式
缺点：
- 如果产品一多，工厂类就会变得很臃肿，不利于维护，同时他违反咯开闭原则，开闭原则很重要的一点，当软件需要变化时，尽量通过扩展软件实体的行为来实现变化，而不是通过修改已有代码来实现变化。
- 例如我现在需要新增一个购买鱼的产品需求，需要新增一个鱼类，再修改工厂类，类会变得越来越多，如果上百个产品，这就意味着上百个类，增加了程序的复杂度。
工厂方法模式(第二种)
跟简单工厂相比，工厂方法模式是简单工厂的plus版本，越来越流程化。不像简单工厂一个工厂，既生产肉干，又生产猫粮等等，工厂方法模式，就是把具体生产的工作，交给具体的工厂来负责，例如，生产肉干的是一个工厂，生产猫粮的又是一个工厂。
- 所以工厂方法模式符合开闭原则
社长: “我们刚刚已经了解到简单工厂一些优缺点，其中很重要的一点就是不符合开闭原则，我们来看一看工厂方法模式”
社长: “既然工厂方法模式是简单工厂的plus版本，我们直接把简单工厂的代码拿过来，新创建一个包methodmodel，老王，有没有跟上我的节奏”
隔壁老王: “欧了，已经搞定咯，如何改造成工厂方法模式*
社长: "话不多说，先看看类图，再看代码 "
- 这个类图代码写完后，可以自动生成，在idea中，右击
再把对应的类拖进来就可以自动生成，
package com.cxyxs.designmode.factory.methodmodel;
/**
* Description：宠物店
* Author:程序猿学社
* Date: 2020/4/3 23:16
* Modified By:
*/
public interface PetShop {
void buy();
}
class Meat implements PetShop {
@Override
public void buy() {
System.out.println("社长给汤圆购买肉干");
}
}
class Foot implements PetShop {
@Override
public void buy() {
System.out.println("社长给汤圆购买猫粮");
}
}
interface Factory{
PetShop food();
}
class MeatFactory implements Factory{
@Override
public PetShop food() {
return new Meat();
}
}
class FootFactory implements Factory{
@Override
public PetShop food() {
return new Foot();
}
}
/**
* 提供者代码
* =======================
* 调用端代码
*/
class Test{
public static void main(String[] args) {
Factory factory = new MeatFactory();
FootFactory footFactory = new FootFactory();
PetShop food = factory.food();
PetShop food1 = footFactory.food();
food.buy();
food1.buy();
}
}
隔壁老王: “社长，你这代码，我没有看出什么好处来，只知道你这代码越来越复杂，绕的头都晕咯。”
社长： “老王，别急呀，我们之前已经知道简单工厂是不符合开闭原则的，也就是说，尽量不要在已经的代码上进行修改，应该进行扩展”
社长： “我家的汤圆现在已经不满足于肉干和猫粮咯，需要吃鱼，我们看看，我们如何在现有的代码上进行改动”
/**
* 扩展吃鱼的部分开头
*/
class Fish implements PetShop {
@Override
public void buy() {
System.out.println("社长给汤圆购买小鱼鱼");
}
}
class FishFactory implements Factory{
@Override
public PetShop food() {
return new Fish() ;
}
}
/**
* 提供者代码
* =======================
* 调用端代码
*/
class Test{
public static void main(String[] args) {
Factory factory = new MeatFactory();
FootFactory footFactory = new FootFactory();
Factory fishFactory = new FishFactory();
PetShop food = factory.food();
PetShop food1 = footFactory.food();
PetShop food2 = fishFactory.food();
food.buy();
food1.buy();
food2.buy();
}
}
- 扩展产品，具体工厂也跟着扩展，不需要修改以前的代码，遵守了开闭原则。
好处：
- 提供者修改代码后，调用者是不知道的，迪米特法则，也就是最少知道原则。
- 在简单工厂上做咯优化，扩展产品，不需要修改以前的代码，只需要扩展一个产品和一个具体工厂即可
隔壁老王: “就拿你上面main方法里面的MeatFactory举例，假设MeatFactory类变为MeatFactory123，还是需要修改提供者和调用者两边的代码”
社长 “工厂名称有一套规范，只需要提供者保证尽量不改动类名就行，不然就是一个死循环，看看mybatis工厂类，版本变动，工厂名也不会变动。mybatis开发就相当于提供者，我们使用人员，就相当于调用者，如果mybatis工厂名变动，我们开发也不知道，这体验是不是很不好。所以，这个问题，不用担心，都有规范的”
抽象工厂模式(第三种)
社长： “我们之前只是很简单的实现吃，猫还会吃、睡等行为(多个产品等级)。产品等级一多，工厂类就会变得越来越臃肿”
使用工厂方法模式
- 需要使用到12个类，工厂的涉及类就有6个
package com.cxyxs.designmode.factory.abstrastinterface;
/**
* Description：
* Author: 程序猿学社
* Date: 2020/4/4 18:20
* Modified By:
*/
public interface Foot {
void eat();
}
class Meat implements Foot{
@Override
public void eat() {
System.out.println("给汤圆吃肉干");
}
}
class Fish implements Foot{
@Override
public void eat() {
System.out.println("给汤圆吃小鱼仔");
}
}
interface Toy{
void play();
}
class CatTeaser implements Toy{
@Override
public void play() {
System.out.println("社长利用逗猫棒跟汤圆玩耍");
}
}
class Ball implements Toy{
@Override
public void play() {
System.out.println("汤圆一个人跟小球进行玩耍");
}
}
/**
* 食物工厂代码
*/
interface FootFactory{
public Foot proFoot();
}
class MeatFactory implements FootFactory{
@Override
public Foot proFoot() {
return new Meat();
}
}
class FishFactory implements FootFactory{
@Override
public Foot proFoot() {
return new Fish();
}
}
/**
* 玩具工厂
*/
interface ToyFactory{
public Toy proToy();
}
class CatTeaserFactory implements ToyFactory{
@Override
public Toy proToy() {
return new CatTeaser();
}
}
class BallFactory implements ToyFactory{
@Override
public Toy proToy() {
return new Ball();
}
}
使用抽象工厂实现
社长： “先看看类图，再根据类图实现对应的代码”
package com.cxyxs.designmode.factory.abstrastinterface.plus;
/**
* Description：
* Author: 程序猿学社
* Date: 2020/4/4 18:20
* Modified By:
*/
public interface Foot {
void eat();
}
class Meat implements Foot {
@Override
public void eat() {
System.out.println("给汤圆吃肉干");
}
}
class Fish implements Foot {
@Override
public void eat() {
System.out.println("给汤圆吃小鱼仔");
}
}
interface Toy{
void play();
}
class CatTeaser implements Toy {
@Override
public void play() {
System.out.println("社长利用逗猫棒跟汤圆玩耍");
}
}
class Ball implements Toy {
@Override
public void play() {
System.out.println("汤圆一个人跟小球进行玩耍");
}
}
/**
* 食物工厂代码
*/
interface Factory{
public Foot proFoot();
public Toy proToy();
}
class MeatAndCatTeaserFactory implements Factory {
@Override
public Foot proFoot() {
return new Meat();
}
@Override
public Toy proToy() {
return new CatTeaser();
}
}
class FishAndBallFactory implements Factory{
@Override
public Foot proFoot() {
return new Fish();
}
@Override
public Toy proToy() {
return new Ball();
}
}
- 工厂类由之前的6个，变为3个。减少了工厂类的臃肿
优点：
- 抽象工厂可以理解为简单工厂和工厂方法模式的一个汇总
- 对产品进行了抽象，适合一些维度有关联的(也就是说，有逻辑关系)，例如，我举的这个例子，在工厂方法中，会有吃的工厂和玩的工厂，而在抽象工厂中，直接把这两个具体工厂直接抽象出来，合二为一。
缺点：
- 要求抽象的多个产品，之前有逻辑关系
- 后续需要生产喝的东西，需要修改抽象工厂，同时各个具体工厂也需要修改
隔壁老王： “社长，在抽象工厂模式中，吃和玩都是捆绑的关系，你这是捆绑销售，如果，我只想要实现吃，应该怎么办？”
社长: “如果只想实现吃，就可以使用工厂方法模式，应该根据具体问题，具体选择，使用那个模式。”
总结：
- 不管是简单工厂、工厂方法模式、抽象工厂模式，我们应该灵活运用，主要的目的，还是为了解耦，写出可扩展性、可读的代码。
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作者：程序猿学社
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