《大话设计模式》之--第8章 雷锋依然在人间----工厂方法模式

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第8章 雷锋依然在人间----工厂方法模式

8.1再现活雷锋

小菜来找大鸟，说：“今天我们见到活雷锋了。”

“哦，”大鸟感兴趣道，“现在已经很少提这个人名了，说说看。”

“我们班有个同学叫薛磊风，昨天，他出了车祸，被车撞断了腿，医生说没大碍，可以恢复。”小菜说，“四年来，他做人很低调，只听说他时常去勤工俭学，周末一般就看不到他，别的也没感觉到什么。”

“他不太走运，不过所谓‘常在路上走，哪有不碰车。’被车撞也是没办法的。”

“是呀，我们今天白天去医院看望他，却听到了一个非常感人的故事，应该说，像是在电视里才能看到的真人真事。”

“他做了感人的好事了!”

“你怎么知道，哦，我告诉你见到活雷锋的。你别打岔。”小菜不满地说，“是这样的，他这几年，都一直在帮助一个孤寡老人，每周都去老人家里，为老人洗衣扫地、买米买油，三年多，一直这样，因为他家住在广西很偏远的地方，到了南宁还要再坐几天的汽车，所以他四年来没有回过老家，也正因为此，他对这位老人家的帮助从没有停止过。”

“可是现在出了意外，他住进医院，不能帮助他人了。”大鸟还是打岔道，“这种事你骗谁呀，这么多孤寡老人，他为什么只帮助这一位?”

“你再打岔我就不说了，你不信也听听，接受一下再教育，我今天是受教育了。”小菜接着说。“他在大一的时候，从收音机里听到说，有位孤老早年丧妻，而唯一拉扯大的儿子在八十年代中越战争时牺牲了，而他正是从小生活在离战争不远的边防小镇，目睹过战争的残酷和解放军的无私奉献。所以他一听到这个消息就主动去为老人提供帮助。老人身体不好，尽管有些社会的救济，但在生活上还是不太方便，于是他帮助老人就成了每周末的功课。”

“哦，奉献精神代代传呀。”

“现在他住院了，至少近几个月都没办法去老人家，所以他委托我们去帮他继续做这件好事，此时我们大家才知道，雷锋原来就在我们身边。”

“不容易，在21世纪，我还以为这样的人越来越少了呢，原来乐于助人的事迹还是比比皆是。”

“明天我和几名同学就去老人家。不过老人不认识我们，薛磊风也交待我们不要提任何人的名字，就像他一样说是学雷锋做好事就行了。”

“做了好事不留名，坚持不懈三年多，真让人佩服呀，受教育了。”大鸟感慨地说。

8.2简单工厂模式实现

“好了，我来是为了请教你一个问题，这几天一直在研究工厂方法模式，但还是不太理解它和简单工厂的区别，感觉还不如简单工厂方便，为什么要用这个模式，到底这个模式的精翻在哪里？”

“哈，你刚才讲的故事不就是最好的工厂方法的样例吗？”

“薛磊风的事？怎么讲？”

“那你先把简单工厂模式和工厂方法模式的典型实现说给我听听。”

“哦，简单工厂模式实现是这样的。”

“首先简单工厂模式，若以我写的计算器为例，结构图如下。”

 

[java]  view plain copy

1. //简单运算工厂类  
2. public class OperationFactory  
3. {  
4.     public static Operation createOperation(String operate)  
5.     {  
6.         Operation oper = null;  
7.   
8.         if ("+".equals(operate))  
9.             oper = new OperationAdd();  
10.         else if ("-".equals(operate))  
11.             oper = new OperationSub();  
12.         else if ("*".equals(operate))  
13.             oper = new OperationMul();  
14.         else if ("/".equals(operate))  
15.             oper = new OperationDiv();  
16.   
17.         return oper;  
18.     }  
19. }  
20.   
21. //客户端类  
22. Operation oper = OperationFactory.createOperation(operator);  
23. oper.setNumberA(numberA);  
24. oper.setNumberB(numberB);  
25. double result = oper.getResult();  

8.3工厂方法模式实现

“那如果换成工厂方法模式来写这个计算器，你能写吗？”

“当然可以，就是因为我写出来了，才感觉好像工厂方法没什么好处！我写给你看。”

“计算器的工厂方法模式实现的结构图是这样的。”

[java]  view plain copy

1. //工厂接口  
2. public interface IFactory  
3. {  
4.     Operation createOperation();  
5. }  
6. //加减乘除各建立一个具体工厂去实现这个接口  
7. public class AddFactory implements IFactory  
8. {  
9.     public Operation createOperation()  
10.     {  
11.         return new OperationAdd();  
12.     }  
13. }  
14. public class SubFactory implements IFactory  
15. {  
16.     public Operation createOperation()  
17.     {  
18.         return new OperationSub();  
19.     }  
20. }  
21. public class MulFactory implements IFactory  
22. {  
23.     public Operation createOperation()  
24.     {  
25.         return new OperationMul();  
26.     }  
27. }  
28. public class DivFactory implements IFactory  
29. {  
30.     public Operation createOperation()  
31.     {  
32.         return new OperationDiv();  
33.     }  
34. }  
35. //客户端的代码  
36. public class Main  
37. {  
38.     public static void main(String[] args)  
39.     {  
40.         IFactory operFactory = new AddFactory();  
41.         Operation oper = operFactory.createOperation();  
42.   
43.         oper.setNumberA(1);  
44.         oper.setNumberB(2);  
45.   
46.         try  
47.         {  
48.             double result = oper.getResult();  
49.             System.out.println("结果是:" + result);  
50.         }  
51.         catch (Exception e)  
52.         {  
53.             e.printStackTrace();  
54.         }  
55.     }  
56. }  

“对啊，写的很好。”大鸟说，“工厂方法模式就是这样写的，你有什么问题？”

8.4简单工厂VS工厂方法

“怪就怪在这里啊，以前我们不是说过嘛，如果我现在需要增加其他运算，比如求M数的N次方，或者求M数的N次方根，这些功能的增加，在简单工厂里，我是先去加‘求M数的N次方’功能类，然后去更改工厂方法，当中加Case或if语句来做判断，现在用了工厂方法，加功能类没问题，再加相关的工厂类，这也没问题，但要我再去更改客户端，这不等于不但没有简化难度，反而增加了很多类和方法，把复杂性增加了嘛？为什么要这样？”

“问的好，这其实就是工厂方法模式和简单工厂的区别所在。简单工厂模式的最大优点在于工厂类中包含了必要的逻辑判断，根据客户端的选择条件动态实例化相关的类，对于客户端来说，去除了与具体产品的依赖。就像你的计算器，让客户端不用管该用哪个类的实例，只需要把‘+’给工厂，工厂自动就给出了相应的实例，客户端只要去做运算就可以了，不同的实例会实现不同的运算。但问题也就在这里，如你所说，如果要加一个‘求M数的N次方’的功能，我们是一定需要给运算工厂类的方法里加Case或if的分支条件的，修改原有的类？这可不是好办法，这就等于说，我们不但对扩展开放了，对修改也开放了，这样就违背了什么原则？”

“哦，是的，违背的是开放-封闭原则。”

“对，于是工厂方法就来了。”

工厂方法模式（Factory Method），定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。工厂方法模式结构图。

“我们讲过，既然这个工厂类与分支耦合，那么我就对它下手，根据依赖倒转原则，我们把工厂类抽象出一个接口，这个接口只有一个方法，就是创建抽象产品的工厂方法。然后，所有的要生产具体类的工厂，就去实现这个接口，这样，一个简单工厂模式的工厂类，变成一个工厂抽象接口和多个具体生成对象的工厂，于是我们要增加‘求M数的N次方’的功能时，就不需要更改原有的工厂类了，只需要增加此功能的运算类和相应的工厂类就可以了。”

“这样整个工厂和产品体系其实都没有修改的变化，而只是扩展的变化，这就完全符合了开放-封闭原则的精神。”

“哦，工厂方法从这个角度来讲，的确要比简单工厂模式来得强。”

“其实你仔细观察就会发现，工厂方法模式实现时，客户端需要决定实例化哪一个工厂来实现运算类，选择判断的问题还是存在的，也就是说，工厂方法把简单工厂内部的逻辑判断移到了客户端代码来进行。你想要加功能，本来是改工厂类的，而现在要改客户端了！”

“这也是我困惑的地方。”

8.4雷锋工厂

“这个我们过会再讲，以你刚才讲的故事来说吧，雷锋是人人皆知的做好人好事的模范，而班级的这位薛磊风同学以学习雷锋的名义做好事，而你们现在需要去代替他做好事，这其实就是典型的工厂方法模式应用了。”

“哦，你说来听听。”

“首先，薛磊风作为一个大学生，以学雷锋做好事的名义去帮助老人做事，这里如何设计？”

“我的想法是这样的：雷锋类拥扫地、洗衣、买米等方法。”

[java]  view plain copy

1. //雷锋  
2. public class LeiFeng  
3. {  
4.     public void sweep()  
5.     {  
6.         System.out.println("扫地");  
7.     }  
8.   
9.     public void wash()  
10.     {  
11.         System.out.println("洗衣");  
12.     }  
13.   
14.     public void buyRice()  
15.     {  
16.         System.out.println("买米");  
17.     }  
18. }  
19. //学雷锋的大学生类，继承雷锋  
20. public class Undergraduate extends LeiFeng  
21. {  
22.   
23. }  
24. //客户端代码  
25. public class Main  
26. {  
27.     public static void main(String[] args)  
28.     {  
29.         LeiFeng xueleifeng = new Undergraduate();  
30.   
31.         xueleifeng.buyRice();  
32.         xueleifeng.sweep();  
33.         xueleifeng.wash();  
34.     }  
35. }  

“小菜写的不错，现在假设你们有三个人要去代替他做这些事，那应该怎样写？”

“那就应该实例化三个学雷锋的大学生对象了。”

[java]  view plain copy

1. LeiFeng student1 = new Undergraduate();  
2. student1.buyRice();  
3.   
4. LeiFeng student2 = new Undergraduate();  
5. student2.sweep();  
6.   
7. LeiFeng student3 = new Undergraduate();  
8. student3.wash();  

“你们都是要毕业的，而帮助老人却是长期工作，所以‘社区志愿者’更合适，此时这样的写法就非常的不合适了，因为我们需要更改多个实例化的地方。”

“是啊，其实老人不需要知道是谁来做好事，他只需要知道是学雷锋的人来帮忙就可以了。所以还需要增加一个继承‘雷锋’类的‘社区志愿者’类。”

[java]  view plain copy

1. //社区志愿者  
2. public class Volunteer extends LeiFeng  
3. {  
4.   
5. }  
6. //简单工厂类  
7. public class SimpleFactory  
8. {  
9.     public static LeiFeng createLeiFeng(String type)  
10.     {  
11.         LeiFeng result = null;  
12.   
13.         if ("学雷锋的大学生".equals(type))  
14.         {  
15.             result = new Undergraduate();  
16.         }  
17.         else if ("社区志愿者".equals(type))  
18.         {  
19.             result = new Volunteer();  
20.         }  
21.   
22.         return result;  
23.     }  
24. }  
25. //客户端代码，如果要换，就只需要换“学雷锋的大学生”为“社区志愿者”  
26. LeiFeng studentA = SimpleFactory.createLeiFeng("学雷锋的大学生");  
27. studentA.buyRice();  
28.   
29. LeiFeng studentB = SimpleFactory.createLeiFeng("学雷锋的大学生");  
30. studentB.sweep();  
31.           
32. LeiFeng studentC = SimpleFactory.createLeiFeng("学雷锋的大学生");  
33. studentC.wash();  

“好，此时你就发现了，你需要在任何实例化的时候写出这个工厂的代码。这里有重复，也就有了坏味道。你再用工厂方法模式写一遍。”

 

[java]  view plain copy

1. //雷锋工厂  
2. public interface IFactory  
3. {  
4.     LeiFeng createLeiFeng();  
5. }  
6. //学雷锋的大学生工厂  
7. public class UndergraduateFactory implements IFactory  
8. {  
9.     public LeiFeng createLeiFeng()  
10.     {  
11.         return new Undergraduate();  
12.     }  
13. }  
14. //社区志愿者工厂  
15. public class VolunteerFactory implements IFactory  
16. {  
17.     public LeiFeng createLeiFeng()  
18.     {  
19.         return new Volunteer();  
20.     }  
21. }  
22. //客户端代码  
23. public class Main  
24. {  
25.     public static void main(String[] args)  
26.     {  
27.         IFactory factory = new UndergraduateFactory();  
28.         LeiFeng student = factory.createLeiFeng();  
29.   
30.         student.buyRice();  
31.         student.sweep();  
32.         student.wash();  
33.     }  
34. }  

“我明白了，尽管如果要换成‘社区志愿者’也还是要修改代码，但是只需要修改一处就可以了，这是最佳的做法。”

“最佳做法？NOP，NOP，NOP，这不是最好的，不过应该算是比较好的了。你现在明白什么时候用简单工厂模式，什么时候用工厂方法模式了没？”

“我感觉啊，工厂方法模式克服了简单工厂违背开放-封闭原则的缺点，又保持了封闭对象创建过程的优点。”

“说的好，它们都是集中封闭了对象的创建，使得要更换对象时，不需要做大的改动就可以实现，降低客户程序与产品对象的耦合。工厂方法模式是简单工厂模式的进一步抽象和推广。由于使用了多态性，工厂方法模式保持了简单工厂模式的优点，而且克服了它的缺点。但缺点是由于每加一个产品，就需要加一个产品工厂的类，增加了额外的开发量。”

“你说这不是最佳做法？难道说还有更好的？还有就是这样还是没有避免修改客户端的代码啊！”

“哈，之前我就提到过，利用‘反射’可以解决避免分支判断的问题。不过今天还是不急，等以后再谈。你明天不是还要去看望老人家吗？洗洗睡吧，这年头，活雷锋太少了，你们班那个薛磊风，实在是太不容易了，要是有雷锋工厂该有多好啊。”

“雷锋工厂！雷锋工厂！是啊，如果每个人都有雷锋精神，这世界该有多么美好啊…”小菜念叨着，不觉中唱到：“学习雷锋，好榜样，忠于革命忠于党，爱憎分明不忘本，立场坚定斗志强…”