Java设计模式-工厂模式
目录
一、简单工厂模式
（一）需求
（二）使用传统的方法来完成
（三）传统方法的优缺点
（四）基本介绍
（五）使用简单工厂模式
二、工厂方法模式
（一）需求
（二）思路
（三）基本介绍
（四）工厂方法模式应用
三、抽象工厂模式
（一）基本介绍
（二）应用实例
一、简单工厂模式
（一）需求
看一个披萨的项目：要便于披萨种类的扩展，要便于维护
- 披萨的种类很多(比如 GreekPizz、CheesePizz 等)
- 披萨的制作有 prepare，bake, cut, box
- 完成披萨店订购功能。
（二）使用传统的方法来完成
1、类图
2、代码
pizza类
//将Pizza 类做成抽象
public abstract class Pizza {
protected String name; //名字
//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 bake() {
System.out.println(name + " baking;");
}
public void cut() {
System.out.println(name + " cutting;");
}
//打包
public void box() {
System.out.println(name + " boxing;");
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}两种pizza
public class GreekPizza extends Pizza {
@Override
public void prepare() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" 给希腊披萨 准备原材料 ");
}
}
=========================================================
public class CheesePizza extends Pizza {
@Override
public void prepare() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" 给制作奶酪披萨 准备原材料 ");
}
}编写OrderPizza去订购需要的各种pizza
public class OrderPizza {
// 构造器
public OrderPizza() {
Pizza pizza = null;
String orderType; // 订购披萨的类型
do {
orderType = 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 if (orderType.equals("pepper")) {
pizza = new PepperPizza();
pizza.setName("胡椒披萨");
} else {
break;
}
//输出pizza 制作过程
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
} while (true);
}
}客户端订购pizza
//相当于一个客户端，发出订购
public class PizzaStore {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
new OrderPizza();
}
}（三）传统方法的优缺点
1) 优点是比较好理解，简单易操作。
2) 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的时候，尽量不修改代码，或者尽可能少修改代码.
3) 比如我们这时要新增加一个 Pizza 的种类 (Pepper 披萨 ) ，我们需要做如下修改 .
4) 改进的思路分析
分析： 修改代码可以接受，但是如果我们在其它的地方也有创建 Pizza 的代码，就意味着，也需要修改，而创建Pizza 的代码， 往往有多处 。
思路： 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， 其它有创建到 Pizza 对象的代码就不需要修改了 .-> 简单工厂模式
（四）基本介绍
- 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(代码)
- 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
在简单工厂模式中，主要涉及三个角色：抽象产品、具体产品和简单工厂。
抽象产品：抽象产品可以是一个接口或抽象类，定义了产品通用的方法，有具体子类来实现
具体产品：具体产品是抽象产品的实现类，它实现了抽象产品中定义的方法
简单工厂：包含创建对象的方法，隐藏了创建对象细节。
（五）使用简单工厂模式
简单工厂模式的设计方案 : 定义一个可以实例化 Pizaa 对象的类，封装创建对象的代码。
将对象的创建逻辑封装在一个工厂类中，客户端不需要知道具体的创建细节，只需要向工厂类请求所需对象即可。
简单工厂类，封装了创建对象的方法
//简单工厂类，封装了创建对象的细节
public class SimpleFactory {
//根据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 PepperPizza();
pizza.setName("胡椒披萨");
}
return pizza;
}
}
orderpizza
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 = ""; //用户输入的
this.simpleFactory = simpleFactory; //设置简单工厂对象
do {
orderType = getType();
pizza = this.simpleFactory.createPizza(orderType);
//输出pizza
if(pizza != null) { //订购成功
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
} else {
System.out.println(" 订购披萨失败 ");
break;
}
}while(true);
}
// 写一个方法，可以获取客户希望订购的披萨种类
private String getType() {
try {
BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input pizza 种类:");
String str = strin.readLine();
return str;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
return "";
}
}
}客户端下单
//相当于一个客户端，发出订购
public class PizzaStore {
public static void main(String[] args) {
//使用简单工厂模式
new OrderPizza(new SimpleFactory());
System.out.println("~~退出程序~~");
}
}其实工厂模式还叫静态工厂模式，也就是把创建对象的方法设置为静态方法，那就不需要创建工厂对象了，直接用类名的方式调用工厂创建对象的方法即可。
//简单工厂类，封装了创建对象的细节
public class SimpleFactory {
//简单工厂模式 也叫 静态工厂模式
public static Pizza createPizza(String orderType) {
Pizza pizza = null;
System.out.println("使用简单工厂模式2");
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 PepperPizza();
pizza.setName("胡椒披萨");
}
return pizza;
}
}orderpizza
public class OrderPizza2 {
Pizza pizza = null;
String orderType = "";
// 构造器
public OrderPizza2() {
do {
orderType = getType();
pizza = SimpleFactory.createPizza2(orderType);
// 输出pizza
if (pizza != null) { // 订购成功
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
} else {
System.out.println(" 订购披萨失败 ");
break;
}
} while (true);
}
// 写一个方法，可以获取客户希望订购的披萨种类
private String getType() {
try {
BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input pizza 种类:");
String str = strin.readLine();
return str;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
return "";
}
}
}总结：工厂封装了对象的创建过程，降低了客户端的复杂性，并且方便了产品类型的扩展和维护。
二、工厂方法模式
（一）需求
披萨项目新的需求：客户在点披萨时，可以点不同口味的披萨，比如 北京的奶酪 pizza 、 北京的胡椒pizza 或者是伦敦的奶酪 pizza 、伦敦的胡椒 pizza 。
（二）思路
思路1
使用简单工厂模式，创建不同的简单工厂类，比如 BJPizzaSimpleFactory 、LDPizzaSimpleFactory 等等 . 从当前这个案例来说，也是可以的，但是考虑到项目的规模，以及软件的可维护性、可扩展性并不是特别好
思路2
使用工厂方法模式
（三）基本介绍
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 ：抽象工厂中定义了一个创建对象的抽象方法，由子类工厂决定要实例化的类。工厂方法模式将 对象的实例化推迟到子类
在工厂方法模式中，主要涉及三个角色：抽象产品、具体产品、简单工厂和具体工厂
抽象产品：抽象产品可以是一个接口或抽象类，定义了产品通用的方法，由具体子类来实现
具体产品：具体产品是抽象产品的实现类，它实现了抽象产品中定义的方法
抽象工厂：定义了创建产品的接口，包含一个或多个创建产品的抽象方法。
具体工厂：实现了抽象工厂接口，负责实例化具体产品。
（四）工厂方法模式应用
客户在点披萨时，可以点不同口味的披萨，比如 北京的奶酪pizza、北京的胡椒 pizza 或者是伦敦的奶酪 pizza 、伦敦的胡椒 pizza
pizza类
//将Pizza 类做成抽象
public abstract class Pizza {
protected String name; //名字
//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 bake() {
System.out.println(name + " baking;");
}
public void cut() {
System.out.println(name + " cutting;");
}
//打包
public void box() {
System.out.println(name + " boxing;");
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}各种pizza
public class LDPepperPizza extends Pizza{
@Override
public void prepare() {
// TODO Auto-generated method stub
setName("伦敦的胡椒pizza");
System.out.println(" 伦敦的胡椒pizza 准备原材料");
}
}
==============================================
public class LDCheesePizza extends Pizza{
@Override
public void prepare() {
// TODO Auto-generated method stub
setName("伦敦的奶酪pizza");
System.out.println(" 伦敦的奶酪pizza 准备原材料");
}
}
==============================================
public class BJPepperPizza extends Pizza {
@Override
public void prepare() {
// TODO Auto-generated method stub
setName("北京的胡椒pizza");
System.out.println(" 北京的胡椒pizza 准备原材料");
}
}
==============================================
public class BJCheesePizza extends Pizza {
@Override
public void prepare() {
// TODO Auto-generated method stub
setName("北京的奶酪pizza");
System.out.println(" 北京的奶酪pizza 准备原材料");
}
}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;
String orderType; // 订购披萨的类型
do {
orderType = getType();
pizza = createPizza(orderType); //抽象方法，由工厂子类完成
//输出pizza 制作过程
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
} while (true);
}
// 写一个方法，可以获取客户希望订购的披萨种类
private String getType() {
try {
BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input pizza 种类:");
String str = strin.readLine();
return str;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
return "";
}
}
}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();
}
// TODO Auto-generated method stub
return pizza;
}
}
==============================================
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();
}
// TODO Auto-generated method stub
return pizza;
}
}PizzaStore
public class PizzaStore {
public static void main(String[] args) {
String loc = "bj";
if (loc.equals("bj")) {
//创建北京口味的各种Pizza
new BJOrderPizza();
} else {
//创建伦敦口味的各种Pizza
new LDOrderPizza();
}
// TODO Auto-generated method stub
}
}总结：当需要新增pizza类型时，只需要实现具体的产品和具体的工厂即可，而无需修改客户端的代码。
三、抽象工厂模式
（一）基本介绍
- 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类变成了工厂簇，更利于代码的维护和扩展。
类图如下：
（二）应用实例
抽象工厂
//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);
}工厂实现类
//这是工厂子类
public class BJFactory implements AbsFactory {
@Override
public Pizza createPizza(String orderType) {
System.out.println("~使用的是抽象工厂模式~");
// TODO Auto-generated method stub
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) {
System.out.println("~使用的是抽象工厂模式~");
Pizza pizza = null;
if (orderType.equals("cheese")) {
pizza = new LDCheesePizza();
} else if (orderType.equals("pepper")) {
pizza = new LDPepperPizza();
}
return pizza;
}
}订购披萨的类，通过聚合的方式设置工厂
public class OrderPizza {
AbsFactory factory;
// 构造器
public OrderPizza(AbsFactory factory) {
setFactory(factory);
}
private void setFactory(AbsFactory factory) {
Pizza pizza = null;
String orderType = ""; // 用户输入
this.factory = factory;
do {
orderType = getType();
// factory 可能是北京的工厂子类，也可能是伦敦的工厂子类
pizza = factory.createPizza(orderType);
if (pizza != null) { // 订购ok
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
} else {
System.out.println("订购失败");
break;
}
} while (true);
}
// 写一个方法，可以获取客户希望订购的披萨种类
private String getType() {
try {
BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input pizza 种类:");
String str = strin.readLine();
return str;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
return "";
}
}
}