GoF之工厂模式

GoF之工厂模式

• 设计模式：一种可以被重复利用的解决方案。

• GoF（Gang of Four），中文名——四人组。

• 《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》（即《设计模式》一书），1995年由 Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson 和 John Vlissides 合著。这几位作者常被称为"四人组（Gang of Four）"。

• 该书中描述了23种设计模式。我们平常所说的设计模式就是指这23种设计模式。

• 不过除了GoF23种设计模式之外，还有其它的设计模式，比如：JavaEE的设计模式（DAO模式、MVC模式等）。

• GoF23种设计模式可分为三大类：

• 创建型（5个）：解决对象创建问题。

单例模式

• 工厂方法模式
• 抽象工厂模式
• 建造者模式
• 原型模式

结构型（7个）：一些类或对象组合在一起的经典结构。

• 代理模式

• 装饰模式

• 适配器模式

• 组合模式

• 享元模式

• 外观模式

• 桥接模式

• 行为型（11个）：解决类或对象之间的交互问题。

• • 策略模式
  • 模板方法模式
  • 责任链模式
  • 观察者模式
  • 迭代子模式
  • 命令模式
  • 备忘录模式
  • 状态模式
  • 访问者模式
  • 中介者模式
  • 解释器模式

• 工厂模式是解决对象创建问题的，所以工厂模式属于创建型设计模式。这里为什么学习工厂模式呢？这是因为Spring框架底层使用了大量的工厂模式。

工厂模式的三种形态

工厂模式通常有三种形态：

• 第一种：简单工厂模式（Simple Factory）：不属于23种设计模式之一。简单工厂模式又叫做：静态 工厂方法模式。简单工厂模式是工厂方法模式的一种特殊实现。
• 第二种：工厂方法模式（Factory Method）：是23种设计模式之一。
• 第三种：抽象工厂模式（Abstract Factory）：是23种设计模式之一。

简单工厂模式

简单工厂模式的角色包括三个：

• 抽象产品 角色
• 具体产品 角色
• 工厂类 角色

简单工厂模式的代码如下：

抽象产品角色：

package com.powernode.factory;

/**
 * 武器（抽象产品角色）
 * @author 动力节点
 * @version 1.0
 * @className Weapon
 * @since 1.0
 **/
public abstract class Weapon {
    /**
     * 所有的武器都有攻击行为
     */
    public abstract void attack();
}

具体产品角色：

package com.powernode.factory;

/**
 * 坦克（具体产品角色）
 * @author 动力节点
 * @version 1.0
 * @className Tank
 * @since 1.0
 **/
public class Tank extends Weapon{
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("坦克开炮！");
    }
}
package com.powernode.factory;

/**
 * 战斗机（具体产品角色）
 * @author 动力节点
 * @version 1.0
 * @className Fighter
 * @since 1.0
 **/
public class Fighter extends Weapon{
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("战斗机投下原子弹！");
    }
}
package com.powernode.factory;

/**
 * 匕首（具体产品角色）
 * @author 动力节点
 * @version 1.0
 * @className Dagger
 * @since 1.0
 **/
public class Dagger extends Weapon{
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("砍他丫的！");
    }
}

工厂类角色：

package com.powernode.factory;

/**
 * 工厂类角色
 * @author 动力节点
 * @version 1.0
 * @className WeaponFactory
 * @since 1.0
 **/
public class WeaponFactory {
    /**
     * 根据不同的武器类型生产武器
     * @param weaponType 武器类型
     * @return 武器对象
     */
    public static Weapon get(String weaponType){
        if (weaponType == null || weaponType.trim().length() == 0) {
            return null;
        }
        Weapon weapon = null;
        if ("TANK".equals(weaponType)) {
            weapon = new Tank();
        } else if ("FIGHTER".equals(weaponType)) {
            weapon = new Fighter();
        } else if ("DAGGER".equals(weaponType)) {
            weapon = new Dagger();
        } else {
            throw new RuntimeException("不支持该武器！");
        }
        return weapon;
    }
}

测试程序（客户端程序）：

package com.powernode.factory;

/**
 * @author 动力节点
 * @version 1.0
 * @className Client
 * @since 1.0
 **/
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Weapon weapon1 = WeaponFactory.get("TANK");
        weapon1.attack();

        Weapon weapon2 = WeaponFactory.get("FIGHTER");
        weapon2.attack();

        Weapon weapon3 = WeaponFactory.get("DAGGER");
        weapon3.attack();
    }
}

执行结果：

简单工厂模式的优点：

• 客户端程序不需要关心对象的创建细节，需要哪个对象时，只需要向工厂索要即可，初步实现了责任的分离。客户端只负责“消费”，工厂负责“生产”。生产和消费分离。

简单工厂模式的缺点：

• 缺点1：工厂类集中了所有产品的创造逻辑，形成一个无所不知的全能类，有人把它叫做上帝类。显然工厂类非常关键，不能出问题，一旦出问题，整个系统瘫痪。
• 缺点2：不符合OCP开闭原则，在进行系统扩展时，需要修改工厂类。

Spring中的BeanFactory就使用了简单工厂模式。

工厂方法模式

工厂方法模式既保留了简单工厂模式的优点，同时又解决了简单工厂模式的缺点。

工厂方法模式的角色包括：

• 抽象工厂角色
• 具体工厂角色
• 抽象产品角色
• 具体产品角色

代码如下：

package com.powernode.factory;

/**
 * 武器类（抽象产品角色）
 * @author 动力节点
 * @version 1.0
 * @className Weapon
 * @since 1.0
 **/
public abstract class Weapon {
    /**
     * 所有武器都有攻击行为
     */
    public abstract void attack();
}
package com.powernode.factory;

/**
 * 具体产品角色
 * @author 动力节点
 * @version 1.0
 * @className Gun
 * @since 1.0
 **/
public class Gun extends Weapon{
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("开枪射击！");
    }
}
package com.powernode.factory;

/**
 * 具体产品角色
 * @author 动力节点
 * @version 1.0
 * @className Fighter
 * @since 1.0
 **/
public class Fighter extends Weapon{
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("战斗机发射核弹！");
    }
}
package com.powernode.factory;

/**
 * 武器工厂接口(抽象工厂角色)
 * @author 动力节点
 * @version 1.0
 * @className WeaponFactory
 * @since 1.0
 **/
public interface WeaponFactory {
    Weapon get();
}
package com.powernode.factory;

/**
 * 具体工厂角色
 * @author 动力节点
 * @version 1.0
 * @className GunFactory
 * @since 1.0
 **/
public class GunFactory implements WeaponFactory{
    @Override
    public Weapon get() {
        return new Gun();
    }
}
package com.powernode.factory;

/**
 * 具体工厂角色
 * @author 动力节点
 * @version 1.0
 * @className FighterFactory
 * @since 1.0
 **/
public class FighterFactory implements WeaponFactory{
    @Override
    public Weapon get() {
        return new Fighter();
    }
}

客户端程序：

package com.powernode.factory;

/**
 * @author 动力节点
 * @version 1.0
 * @className Client
 * @since 1.0
 **/
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        WeaponFactory factory = new GunFactory();
        Weapon weapon = factory.get();
        weapon.attack();

        WeaponFactory factory1 = new FighterFactory();
        Weapon weapon1 = factory1.get();
        weapon1.attack();
    }
}

执行客户端程序：

如果想扩展一个新的产品，只要新增一个产品类，再新增一个该产品对应的工厂即可，例如新增：匕首

package com.powernode.factory;

/**
 * @author 动力节点
 * @version 1.0
 * @className Dagger
 * @since 1.0
 **/
public class Dagger extends Weapon{
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("砍丫的！");
    }
}
package com.powernode.factory;

/**
 * @author 动力节点
 * @version 1.0
 * @className DaggerFactory
 * @since 1.0
 **/
public class DaggerFactory implements WeaponFactory{
    @Override
    public Weapon get() {
        return new Dagger();
    }
}

客户端程序：

package com.powernode.factory;

/**
 * @author 动力节点
 * @version 1.0
 * @className Client
 * @since 1.0
 **/
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        WeaponFactory factory = new GunFactory();
        Weapon weapon = factory.get();
        weapon.attack();

        WeaponFactory factory1 = new FighterFactory();
        Weapon weapon1 = factory1.get();
        weapon1.attack();

        WeaponFactory factory2 = new DaggerFactory();
        Weapon weapon2 = factory2.get();
        weapon2.attack();
    }
}

执行结果如下：

我们可以看到在进行功能扩展的时候，不需要修改之前的源代码，显然工厂方法模式符合OCP原则。

工厂方法模式的优点：

• 一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。
• 扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。
• 屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。

工厂方法模式的缺点：

• 每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。

以上皆来自与动力节点老杜的spring6笔记
动力节点老杜spring6