软件设计模式——工厂模式
摘要
本博文主要介绍软件设计模式中工厂模式，其中工厂设计模式的扩展为简单工厂(Simple Factory)、工厂方法(Factory Method)、抽象工厂(Abstract Factory)三种。
一、简单工厂(Simple Factory)
主要分析设计模式 - 简单工厂(Simple Factory)，它把实例化的操作单独放到一个类中，这个类就成为简单工厂类，让简单工厂类来决定应该用哪个具体子类来实例化，这样做能把客户类和具体子类的实现解耦，客户类不再需要知道有哪些子类以及应当实例化哪个子类。
1.1 简单工厂目的
在创建一个对象时不向客户暴露内部细节，并提供一个创建对象的通用接口。
1.2 简单工厂类图
简单工厂不是设计模式，更像是一种编程习惯。它把实例化的操作单独放到一个类中，这个类就成为简单工厂类，让简单工厂类来决定应该用哪个具体子类来实例化。
这样做能把客户类和具体子类的实现解耦，客户类不再需要知道有哪些子类以及应当实例化哪个子类。因为客户类往往有多个，如果不使用简单工厂，所有的客户类都要知道所有子类的细节。而且一旦子类发生改变，例如增加子类，那么所有的客户类都要进行修改。
1.3 简单工厂实现
public interface Product {
}public class ConcreteProduct implements Product {
}public class ConcreteProduct1 implements Product {
}public class ConcreteProduct2 implements Product {
}以下的 Client 类中包含了实例化的代码，这是一种错误的实现，如果在客户类中存在实例化代码，就需要将代码放到简单工厂中。
public class Client {
public static void main(String[] args) {
int type = 1;
Product product;
if (type == 1) {
product = new ConcreteProduct1();
} else if (type == 2) {
product = new ConcreteProduct2();
} else {
product = new ConcreteProduct();
}
// do something with the product
}
}以下的 SimpleFactory 是简单工厂实现，它被所有需要进行实例化的客户类调用。
public class SimpleFactory {
public Product createProduct(int type) {
if (type == 1) {
return new ConcreteProduct1();
} else if (type == 2) {
return new ConcreteProduct2();
}
return new ConcreteProduct();
}
}public class Client {
public static void main(String[] args) {
SimpleFactory simpleFactory = new SimpleFactory();
Product product = simpleFactory.createProduct(1);
// do something with the product
}
}1.4 简单工厂总结
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使用的场景?： 创建对象少 : 工厂类 负责 创建的对象 比较少 ; 不关心创建过程 : 客户端 只知道 传入 工厂类 的参数 , 对于 如何创建对象 不关心 ;
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本质是什么?：由 一个 工厂对象 决定 创建出 哪一种 产品类的实例 ;
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它解决了什么问题?： 让简单工厂类来决定应该用哪个具体子类来实例化，这样做能把客户类和具体子类的实现解耦，客户类不再需要知道有哪些子类以及应当实例化哪个子类。
-
它体现了设计模式中什么原则?
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存在的缺陷? 简单工厂模式优点 : 只需要传入 正确的参数 , 就可以 获取需要的对象 , 无需知道创建细节 ;工厂类中有必要的判断逻辑 , 可以决定 根据当前的参数 创建对应的产品实例 , 客户端可以免除直接创建产品对象的责任 ;通过该模式 , 实现了对创建实例和使用实例的责任分割 ;提供专门的 工厂类用于创建对象 , 客户端无需知道所创建的产品类的类名 , 只需要知道对应产品类的参数即可创建对象实例 ; 简单工厂模式缺点 : 工厂类职责过重 , 如果要增加新的产品 , 需要修改工厂类的判断逻辑 , 违背 " 开闭原则 " ;
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你认为与它相关的设计模式有哪些? 它们之间的区别有哪些?： 简单工厂(Simple Factory)、工厂方法(Factory Method)、抽象工厂(Abstract Factory)
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开源架构中哪些使用了这一模式? JDK 中的 Calendar 类中，就使用了简单工厂模式
二、工厂方法(Factory Method)
工厂方法(Factory Method)，它定义了一个创建对象的接口，但由子类决定要实例化哪个类。工厂方法把实例化操作推迟到子类。
2.1 工厂方法意图
定义了一个创建对象的接口，但由子类决定要实例化哪个类。工厂方法把实例化操作推迟到子类。
2.2 工厂方法类图
在简单工厂中，创建对象的是另一个类，而在工厂方法中，是由子类来创建对象。下图中，Factory 有一个 doSomething() 方法，这个方法需要用到一个产品对象，这个产品对象由 factoryMethod() 方法创建。该方法是抽象的，需要由子类去实现。
2.3 工厂方法实现
public abstract class Factory {
abstract public Product factoryMethod();
public void doSomething() {
Product product = factoryMethod();
// do something with the product
}
}public class ConcreteFactory extends Factory {
public Product factoryMethod() {
return new ConcreteProduct();
}
}public class ConcreteFactory1 extends Factory {
public Product factoryMethod() {
return new ConcreteProduct1();
}
}public class ConcreteFactory2 extends Factory {
public Product factoryMethod() {
return new ConcreteProduct2();
}
}2.4 工厂方法总结
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使用的场景?
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本质是什么?
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它解决了什么问题?
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它体现了设计模式中什么原则?
-
存在的缺陷?
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你认为与它相关的设计模式有哪些? 它们之间的区别有哪些?
-
*开源架构中哪些使用了这一模式?
三、 抽象工厂(Abstract Factory)
抽象工厂(Abstract Factory)，抽象工厂模式创建的是对象家族，也就是很多对象而不是一个对象，并且这些对象是相关的，也就是说必须一起创建出来。而工厂方法模式只是用于创建一个对象，这和抽象工厂模式有很大不同。
3.1 抽象工厂意图
提供一个接口，用于创建 相关的对象家族 。
3.2 抽象工厂类图
抽象工厂模式创建的是对象家族，也就是很多对象而不是一个对象，并且这些对象是相关的，也就是说必须一起创建出来。而工厂方法模式只是用于创建一个对象，这和抽象工厂模式有很大不同。
抽象工厂模式用到了工厂方法模式来创建单一对象，AbstractFactory 中的 createProductA() 和 createProductB() 方法都是让子类来实现，这两个方法单独来看就是在创建一个对象，这符合工厂方法模式的定义。
至于创建对象的家族这一概念是在 Client 体现，Client 要通过 AbstractFactory 同时调用两个方法来创建出两个对象，在这里这两个对象就有很大的相关性，Client 需要同时创建出这两个对象。
从高层次来看，抽象工厂使用了组合，即 Cilent 组合了 AbstractFactory，而工厂方法模式使用了继承。
3.3 抽象工厂实现
public class AbstractProductA {
}public class AbstractProductB {
}public class ProductA1 extends AbstractProductA {
}public class ProductA2 extends AbstractProductA {
}public class ProductB1 extends AbstractProductB {
}public class ProductB2 extends AbstractProductB {
}public abstract class AbstractFactory {
abstract AbstractProductA createProductA();
abstract AbstractProductB createProductB();
}public class ConcreteFactory1 extends AbstractFactory {
AbstractProductA createProductA() {
return new ProductA1();
}
AbstractProductB createProductB() {
return new ProductB1();
}
}public class ConcreteFactory2 extends AbstractFactory {
AbstractProductA createProductA() {
return new ProductA2();
}
AbstractProductB createProductB() {
return new ProductB2();
}
}public class Client {
public static void main(String[] args) {
AbstractFactory abstractFactory = new ConcreteFactory1();
AbstractProductA productA = abstractFactory.createProductA();
AbstractProductB productB = abstractFactory.createProductB();
// do something with productA and productB
}
}3.4 抽象工厂总结
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使用的场景?
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本质是什么?
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它解决了什么问题?
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它体现了设计模式中什么原则?
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存在的缺陷?
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你认为与它相关的设计模式有哪些? 它们之间的区别有哪些?
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*开源架构中哪些使用了这一模式?
博文参考
- 简单工厂(Simple Factory) https://www.jianshu.com/p/a9f397c4ff98
- 简单工厂模式(SimpleFactoryPattern)- 最易懂的设计模式解析 https://www.jianshu.com/p/e55fbddc071c
- 工厂方法(Factory Method) https://www.jianshu.com/p/f1960652b64b
- 工厂方法模式(Factory Method)- 最易懂的设计模式解析 https://www.jianshu.com/p/d0c444275827