设计模式-工厂模式

从上篇文章里面提到了工厂模式,今个就说说这个广泛使用的模式;“工厂模式专门负责将大量有共同接口的类实例化”——闫宏《java 与模式》。
工厂模式分为简单工厂模式、工厂方法模式与抽象工厂模式。

简单工厂模式

简单工厂模式又叫静态工厂模式,是最简单的一种,当然缺点也明显,先看下他的 UML 图


设计模式-工厂模式_第1张图片

从上图看到,他需要一个产品接口,和一个具体产品,然后工厂就能够根据需要造出对应的实例。

直接上代码,先来个产品接口(为什么要这个东西?),当然抽象类也可以,这里用抽象类

public abstract class AbstractPerson {
    public AbstractPerson() {
    }
}

有了抽象的产品,接着把具体的产品造出来,可以有 n 个,这里简化处理,举一个例子

public class Person1 extends AbstractPerson{
    public Person1() {
        System.out.println("this is person1");
    }
}

好了,有了准备的材料,使用简单工厂的方法,把东西造出来

public class SimpleFactory {
    public static AbstractPerson person(int num){
        AbstractPerson person=null;
        if(num==1){
            person=new Person1();
        }else if(num==2){
            person=new Person2();
        }
        return person;
    }
}

抽象工厂创造的是一个抽象的对象,这就是为什么要有个抽象接口的原因,填了之前的坑。

现实的情况可能比这复杂许多,产品的级联更多,像组织结构一样,这些各种各样的产品,可以使用同一个工厂进行构造,当然,期间可以使用抽象接口进行继承来达到想要的结果,不再赘述。简单工厂使用静态static方法,使得工厂方法不能够继承,使得工厂等级也无法继承,这个时候工厂方法模式来了。

工厂方法模式

该模式是对简单工厂模式的进一步抽象,工厂本身不干具体的活了,他有几个小弟(继承者)来做具体的工厂工作。UML图如下


设计模式-工厂模式_第2张图片

来具体看下源码,首先看下抽象工厂,他只和抽象产品打交道

public abstract class AbstractFactory {
    public abstract Person getPerson();
}

下面是抽象产品,依然和上面例子一样

public abstract class Person {
    public Person() {
    }
}

接下来,先把具体的商品,这里就是人给具体制造出来

public class Person1 extends Person {
    public Person1() {
        System.out.println("Person1");
    }
}
public class Person2 extends Person {
    public Person2() {
        System.out.println("Person2");
    }
}

两个人被构造出来了,接下来看下2个具体工厂

public class Person1Factory extends AbstractFactory{
    @Override
    public Person getPerson() {
        return new Person1();
    }
}
public class Person2Factory extends AbstractFactory{
    @Override
    public Person getPerson() {
        return new Person2();
    }
}

好,这下具体工厂都构造好,具体人也构造好,怎么使用呢?看下客户端吧

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractFactory factory=new Person1Factory();
        Person person1 = factory.getPerson();
        factory=new Person2Factory();
        Person person2 = factory.getPerson();
    }
}

这里的意思就是需要什么人(产品),就到什么工厂去拿。这就对原来简单工厂进行了扩展,使得抽象工厂能够扩展 n 多具体工厂,而原来简单工厂核心是在一个具体类上。缺点是会造成工厂成堆。

抽象工厂

针对产品簇,该模式有独到之处,该模式 UML 图如下


设计模式-工厂模式_第3张图片

抽象产品不再是一个,抽象工厂还是和上一个一样,在具体的工厂里面所做的事也有所区别。

这里代码我们采用传统的汽车构造来演示,虽然讨厌汽车这种奔死器的东西,汽车包括引擎和轮子等,为了简化,就造这两个东西,引擎有日系引擎和德系引擎,轮子同样有锦湖轮,有回力的等,先把抽象的造好,为了扩展。

public abstract class Engine {

}
public abstract class Wheel {

}

两个抽象产品出来了,啥事也没干。再把抽象工厂也弄出来

public interface Factory {
    Engine createEngine();
    Wheel createWheel();
}

抽象工厂像个领导一样,象征性的做了点工作,其实也是啥也没干。那么还是把实际干事的请出来吧。

//引擎部分
public class EngineA extends Engine{
    public EngineA() {
        System.out.println("创建日系引擎");
    }
}

public class EngineB extends Engine{
    public EngineB() {
        System.out.println("创建德系引擎");
    }
}

//车轮部分

public class WheelA extends Wheel{
    public WheelA() {
        System.out.println("造锦湖轮胎轮子");
    }
}
public class WheelB extends Wheel{
    public WheelB() {
        System.out.println("造回力牌子轮子");
    }
}

好了,各个部件都做好了,具体工厂像个总工程师一样,向大伙发号施令进行组装,这里有2个具体工厂

public class FactoryA implements Factory{
    @Override
    public Engine createEngine() {
        return new EngineA();
    }
    @Override
    public Wheel createWheel() {
        return new WheelA();
    }
}

public class FactoryB implements Factory{
    @Override
    public Engine createEngine() {
        return new EngineB();
    }
    @Override
    public Wheel createWheel() {
        return new WheelB();
    }
}

好了,具体工厂组装完毕,我们需要的零件都好了,我们的客户端就和这些工厂打交道,不和具体生成产品的分包商打交道,工厂是总包。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
      //从第一个工厂买辆车
        Factory f=new FactoryA();
        f.createEngine();
        f.createWheel();
        
        //从另外个工厂买辆车,有钱任性
        f=new FactoryB();
        f.createEngine();
        f.createWheel();
    }
}

到此为止,工厂模式告一段落,工厂模式用的地方很多,尤其是在构造级联对象的时候,需要考虑下工厂模式。所有的依赖都是依赖抽象,为什么呢?举个例子吧。

能骑白马,可以说此人能骑马,能骑黑马也可以说是能骑马,这里就是把马作为依赖来说,白马黑马都是马的继承;反过来不一定;而如果把具体作为依赖呢,是这样子的,有个美女类,有个妹妹是美女的一种,哥哥喜欢这个妹妹,不能说哥哥喜欢美女,哥哥喜欢妹妹就是哥哥依赖具体的妹妹,不能上升到哥哥喜欢美女这个层面。——来自闫宏的《java与模式》的白话版

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