设计模式之工厂模式详解
文章目录
-
- 前言
- 1 用传统方式来完成
-
- 1.1 步骤实现
- 1.2 优缺点
- 2 简单工厂模式
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- 2.1 简单工厂模式
- 2.2 步骤实现
- 3 工厂方法模式
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- 3.1 工厂方法模式介绍
- 3.2 步骤实现
- 4 抽象工厂模式
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- 4.1 抽象工厂模式介绍
- 4.2 步骤实现
- 5 工厂模式小结
-
- 5.1 工厂模式意义：
- 5.2 三种工厂模式：
- 5.3 设计模式的依赖抽象原则：
前言
一个披萨的项目：要便于披萨种类的扩展，要便于维护
- 披萨的种类很多（比如GreekPizza、CheesePizza等）
- 披萨的之作有prepare，bake，cut，box
- 完成披萨店订购功能
1 用传统方式来完成
1.1 步骤实现
- 相关类图如下：
- 新建pizza类，将Pizza类做成抽象
public abstract class Pizza {
/**
* 名字
*/
protected String name;
// 准备原材料，不同的披萨不一样，因此我们做成抽象方法
public abstract void prepare();
public void back() {
System.out.println(name + "baking;");
}
public void cut() {
System.out.println(name + "cutting;");
}
public void box() {
System.out.println(name + "boxing;");
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
- 新建CheesePizza类和GreekPizza类，并继承pizza类
public class CheesePizza extends Pizza {
@Override
public void prepare() {
System.out.println("给奶酪披萨准备原材料");
}
}
public class GreekPizza extends Pizza {
@Override
public void prepare() {
System.out.println("给希腊披萨准备原材料");
}
}
- 新建OrderPizza类，用于订购披萨
public class OrderPizza {
/**
* 构造器
*/
public OrderPizza() {
Pizza pizza = null;
// 订购披萨的类型
String orderType;
do {
orderType = this.getType();
if (orderType.equals("greek")) {
pizza = new GreekPizza();
pizza.setName("希腊披萨");
} else if (orderType.equals("cheese")) {
pizza = new CheesePizza();
pizza.setName("奶酪披萨");
} else {
break;
}
// 输出披萨的制作过程
pizza.prepare();
pizza.back();
pizza.cut();
pizza.box();
} while (true);
}
private String getType() {
try {
BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input pizza type：");
String str = strin.readLine();
return str;
} catch (IOException e){
e.printStackTrace();
return "";
}
}
}
- 新建PizzaStore类，用于生成披萨
public class PizzaStore {
public static void main(String[] args) {
new OrderPizza();
}
}
1.2 优缺点
- 优点是比较好理解，简单易操作。
- 缺点是违反了设计模式的ocp原则，即
对扩展开放，对修改关闭。即当我们给类增加新功能时，尽量不修改代码，或者尽可能少修改代码。 - 当我们需要新增加一个种类，则需要对代码进行修改。
- 改进的思路分析：把创建pizza对象封装到一个类中，这样我们有新的pizza种类时，只需要修改该类就可以，
其他有创建到pizza对象的代码就不需要修改了，即简单工厂模式
2 简单工厂模式
2.1 简单工厂模式
- 简单工厂模式是属于创建型模式，是工厂模式的一种。
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。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式 - 简单工厂模式：定义了一个创建对象的类，由这个类来封装实例化对象的行为;
- 在软件开发中，当我们会用到大量的创建某种、某类或者某批对象时，就会使用到工厂模式。
2.2 步骤实现
简单工厂模式的设计方案：定义一个可以实例化Pizza对象的类，封装创建对象的代码
- 创建简单工厂类SimpleFactory
// 创建简单工厂类
public class SimpleFactory {
// 增加orderType，返回对应的pizza对象
public Pizza createPizza(String orderType) {
Pizza pizza = null;
System.out.println("使用简单工厂模式");
if (orderType.equals("greek")) {
pizza = new GreekPizza();
pizza.setName("希腊披萨");
} else if (orderType.equals("cheese")) {
pizza = new CheesePizza();
pizza.setName("奶酪披萨");
}else if (orderType.equals("pepper")) {
pizza = new CheesePizza();
pizza.setName("胡椒披萨");
}
return pizza;
}
}
- 修改OrderPizza的实现
public class OrderPizza {
// 定义一个简单工厂对象
SimpleFactory simpleFactory;
Pizza pizza = null;
// 构造器
public OrderPizza(SimpleFactory simpleFactory) {
setFactory(simpleFactory);
}
public void setFactory(SimpleFactory simpleFactory) {
String orderType = "";
// 设置简单工厂模式
this.simpleFactory = simpleFactory;
do {
orderType = getType();
pizza = this.simpleFactory.createPizza(orderType);
// 输出pizza
if(pizza != null) {
// 订购成功
pizza.prepare();
pizza.back();
pizza.cut();
pizza.box();
}else {
System.out.println("订购披萨失败");
break;
}
}while (true);
}
private String getType() {
try {
BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input pizza type：");
String str = strin.readLine();
return str;
} catch (IOException e){
e.printStackTrace();
return "";
}
}
}
- 修改PizzaStore的实现
public class PizzaStore {
public static void main(String[] args) {
// new OrderPizza();
// 使用简单工厂模式
new OrderPizza(new SimpleFactory());
}
}
3 工厂方法模式
3.1 工厂方法模式介绍
- 工厂方法模式设计方案： 将披萨项目的实例化功能抽象成抽象方法，在不同的口味点餐子类中具体实现。
- 工厂方法模式： 定义了一个创建对象的抽象方法，由子类决定要实例化的类。工厂方法模式将 对象的实例化推迟到子类
3.2 步骤实现
- 相关类图如下所示：
- 新建pizza类
// 将Pizza类做成抽象
public abstract class Pizza {
/**
* 名字
*/
protected String name;
// 准备原材料，不同的披萨不一样，因此我们做成抽象方法
public abstract void prepare();
public void back() {
System.out.println(name + "baking;");
}
public void cut() {
System.out.println(name + "cutting;");
}
public void box() {
System.out.println(name + "boxing;");
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
- 分别创建LDCheesePizza、LDpepperPizza、BJCheesePizza、BJpepperPizza，并继承pizza类
public class LDCheesePizza extends Pizza {
@Override
public void prepare() {
setName("伦敦的奶酪pizza");
System.out.println("伦敦的胡奶酪pizza 准备原材料");
}
}
public class LDpepperPizza extends Pizza {
@Override
public void prepare() {
setName("伦敦的胡椒pizza");
System.out.println("伦敦的胡椒pizza 准备原材料");
}
}
public class BJCheesePizza extends Pizza {
@Override
public void prepare() {
setName("北京的奶酪pizza");
System.out.println("北京的奶酪pizza 准备原材料");
}
}
public class BJpepperPizza extends Pizza {
@Override
public void prepare() {
setName("北京的胡椒pizza");
System.out.println("北京的胡椒pizza 准备原材料");
}
}
- 新建抽象类OrderPizza
public abstract class OrderPizza {
// 定义一个抽象方法，createPizza，让各个工厂子类自己实现
abstract Pizza createPizza(String orderType);
// 构造器
public OrderPizza() {
Pizza pizza = null;
// 订购披萨类型
String orderType;
do {
orderType = getType();
// 抽象方法，由工厂子类完成
pizza = createPizza(orderType);
// 输出pizza制作过程
pizza.prepare();
pizza.back();
pizza.cut();
pizza.box();
}while (true);
}
private String getType() {
try {
BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input pizza type：");
String str = strin.readLine();
return str;
} catch (IOException e){
e.printStackTrace();
return "";
}
}
}
- 分别创建BJOrderPizza、LDOrderPizza并继承OrderPizza
public class BJOrderPizza extends OrderPizza {
@Override
Pizza createPizza(String orderType) {
Pizza pizza = null;
if(orderType.equals("cheese")) {
pizza = new BJCheesePizza();
}else if(orderType.equals("pepper")) {
pizza = new BJpepperPizza();
}
return pizza;
}
}
public class LDOrderPizza extends OrderPizza {
@Override
Pizza createPizza(String orderType) {
Pizza pizza = null;
if(orderType.equals("cheese")) {
pizza = new LDCheesePizza();
}else if(orderType.equals("pepper")) {
pizza = new LDpepperPizza();
}
return pizza;
}
}
- 创建PizzaStore类
public class PizzaStore {
public static void main(String[] args) {
// 创建北京的各种口味披萨
// new BJOrderPizza();
// 创建伦敦的各种口味披萨
new LDOrderPizza();
}
}
4 抽象工厂模式
4.1 抽象工厂模式介绍
- 抽象工厂模式：定义了一个interface用于创建相关或有依赖关系的对象簇，而无需指明具体的类
- 抽象工厂模式可以将简单工厂模式和工厂方法模式进行整合
- 从设计层面看，抽象工厂模式就是对简单工厂模式的改进（或者称为进一步的抽象）。
- 将工厂抽象成两层，AbsFactory（抽象工厂）和具体实现的工厂子类。程序员可以根据创建对象类型使用对应的工厂子类，这样将单个的简单工厂变成了工厂簇，更利于代码的维护和扩展。
4.2 步骤实现
- 相关类图如下所示：
- 一个抽象工厂模式的抽象层（接口）AbsFactory
// 一个抽象工厂模式的抽象层（接口）
public interface AbsFactory {
// 让下面的工厂子类来具体实现
public Pizza createPizza(String orderType);
}
- 定义工厂子类BJFactory、LDFactory并实现AbsFactory
public class BJFactory implements AbsFactory {
@Override
public Pizza createPizza(String orderType) {
Pizza pizza = null;
if(orderType.equals("cheese")) {
pizza = new BJCheesePizza();
}else if(orderType.equals("pepper")) {
pizza = new BJpepperPizza();
}
return pizza;
}
}
public class LDFactory implements AbsFactory {
@Override
public Pizza createPizza(String orderType) {
Pizza pizza = null;
if(orderType.equals("cheese")) {
pizza = new LDCheesePizza();
}else if(orderType.equals("pepper")) {
pizza = new LDpepperPizza();
}
return pizza;
}
}
- 创建OrderPizza类
public class OrderPizza {
AbsFactory factory;
// 构造器
public OrderPizza(AbsFactory factory) {
setFactory(factory);
}
private void setFactory(AbsFactory factory) {
Pizza pizza = null;
String orderType = "";
this.factory = factory;
do {
orderType = getType();
pizza = factory.createPizza(orderType);
if(pizza != null) {
pizza.prepare();
pizza.back();
pizza.cut();
pizza.box();
}else {
System.out.println("订购失败");
break;
}
}while (true);
}
private String getType() {
try {
BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input pizza type：");
String str = strin.readLine();
return str;
} catch (IOException e){
e.printStackTrace();
return "";
}
}
}
- 创建pizzastore
public class PizzaStore {
public static void main(String[] args) {
// 北京
// new OrderPizza(new BJFactory());
// 伦敦
new OrderPizza(new LDFactory());
}
}
5 工厂模式小结
5.1 工厂模式意义：
将实例化对象的代码提取出来，放到一个类中统一管理和维护，达到和主项目的依赖关系的解耦。从而提高项目的扩展和维护性。
5.2 三种工厂模式：
简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式
5.3 设计模式的依赖抽象原则：
- 创建对象实例时，不要直接new类，而是把这个new类的动作放在一个工厂的方法中，并返回。
- 不要让类继承具体类，而是继承抽象类或者是实现interface。
- 不要覆盖基类中已经实现的方法。