在阎宏《JAVA与设计模式》中 ,工厂模式(Factory Pattern)分为下列几种形态:
1.简单工厂(Simple Factory)模式: 又称静态工厂方法模式(Static Factory Method Pattern).
2.工厂方法(Factory Method)模式:又称多态性(Polymorphic Factory)模式或虚拟构造子(Virtual Construtor)模式。
3.抽象工厂(Abstract Factory)模式:又称工具箱(Kit或Toolkit)模式。
在《GOF设计模式》中,主要是工厂方法(Factory Method)模式和抽象工厂(Abstract Factory)模式
先不考虑工厂模式有几种形态,从工厂模式的名称来看,工厂模式似乎很容易理解,反映到现实中的例子,比如:
一汽大众(工厂角色)生产了很多汽车(抽象产品类角色),其中有一款叫做奥迪A6(具体产品角色)。
这是一个被用烂了的例子。那么,把这个例子再稍微形象化一些:一个客户要买这款奥迪A6汽车。
它的Java实现如下,例子1(使用工厂模式):
汽车(抽象产品类角色):
/* * 无论哪个工厂生产的汽车,都是汽车 (抽象产品类) */ public abstract class Car { public String name; }
奥迪A6(具体产品角色):
/* * 奥迪A6,是一汽大众生产的一款汽车 (具体产品类) */ public class AudiA6Car extends Car { public AudiA6Car(){ this.name = "奥迪A6"; } public String toString(){ return "一辆"+ this.name; } }
一汽大众(工厂角色):
定义了一个静态的工厂方法manufactureCar(),来返回一个Car类型的对像。
/* * 生产汽车的工厂,一汽大众 (工厂类) */ public class CarFactory { /* * 生产汽车(通过一个静态方法来得到一辆汽车的对象) */ public static Car manufactureCar(){ return new AudiA6Car(); } }
买这款奥迪A6汽车的一个顾客A(客户端):
/* * 购买汽车的顾客A(客户端) */ public class CustomerA { public static void main(String[] args){ // 通过汽车工厂来制造出了一辆汽车 Car myCar = CarFactory.manufactureCar(); System.out.println("一辆汽车被造好,并且出厂了。"); // 顾客得到了一辆汽车,十分的高兴 System.out.println("我终于买了"+myCar+"。真是太好了!"); } }
当看到这个例子的时候(还有很多这样类似的例子),第一感觉,工厂模式挺简单的,很容易理解嘛。
但这时,有这样两个问题:如果不用工厂模式,那么以前是怎么实现的呢?以前的实现方式会有什么问题?
例子2(不使用工厂模式):
汽车(抽象产品类角色):代码与例子1的相同。
奥迪A6(具体产品角色):代码与例子1的相同。
买这款奥迪A6汽车的一个顾客B(客户端):
/* * 购买汽车的顾客B(客户端) */ public class CustomerB { public static void main(String[] args){ // 一辆汽车被造出来了 Car myCar = new AudiA6Car(); System.out.println("一辆汽车被造好。"); // 顾客得到了一辆汽车,十分的高兴 System.out.println("我终于买了"+myCar+"。真是太好了!"); } }
比较一下使用模式和不使用模式的不同:
1.例子1(使用设计模式)比例子2(不使用设计模式)多了1个工厂类。
2.在客户端(顾客A和顾客B),例子1(工厂模式)没有使用new方法,而是使用了一个工厂方法manufactureCar();例子2(没有工厂模式)使用了new方法。是因为不使用new比使用new好?仔细研究发现,其实,工厂模式也使用了new,只是把它放在了工厂类的工厂方法manufactureCar里,而不是客户端。
这么看,使用设计模式也没有什么优势呀,客户端代码行数相同,而且,还多了1个类。
好吧,再想想,买一辆汽车有那么简单吗?汽车的构成可是非常复杂的。它要有轮子,方向盘,座椅,发动机,颜色等等。
再丰富一下这个例子。
这次,先看看不使用设计模式的例子。例子3(不使用设计模式):
汽车(抽象产品类角色):
/* * 无论哪个工厂生产的汽车,都是汽车 (抽象产品类) */ public abstract class Car { public String name; }
奥迪A6(具体产品角色):
为汽车添加了很多属性,那么对象的创建过程就变复杂了。
/* * 奥迪A6,是一汽大众生产的一款汽车 (具体产品类) */ public class AudiA6Car extends Car { private String wheels; private String steering_wheel; private String car_seats; private String car_color; private String engine; public AudiA6Car(){ this.name = "奥迪A6"; } //给汽车涂上颜色 public void setCar_color(String car_color) { this.car_color = car_color; } //给汽车装上座椅 public void setCar_seats(String car_seats) { this.car_seats = car_seats; } //给汽车装上发动机 public void setEngine(String engine) { this.engine = engine; } //给汽车装上方向盘 public void setSteering_wheel(String steering_wheel) { this.steering_wheel = steering_wheel; } //给汽车装上车轮 public void setWheels(String wheels) { this.wheels = wheels; } // 还需要装上其他的很多部件。。。。。。 // 一辆装好的汽车 public String toString(){ return "一辆"+ this.name+"[" + this.car_color + "," + this.car_seats+"," + this.engine + "," + this.steering_wheel + "," + this.wheels +"]"; } }
买这款奥迪A6汽车的一个顾客B(客户端):
/* * 购买汽车的顾客B(客户端) */ public class CustomerB { public static void main(String[] args){ // 奥迪车的架子给了顾客B,部件要顾客B自己装了。 AudiA6Car myCar = new AudiA6Car(); // 涂上颜色 myCar.setCar_color("黑色"); // 装上座椅 myCar.setCar_seats("座椅"); // 装上发动机 myCar.setEngine("发动机"); // 装上方向盘 myCar.setSteering_wheel("方向盘"); // 装上车轮 myCar.setWheels("四个轮子"); // 装上其他的部件。。。。。。 System.out.println("顾客自己装好了"+myCar); // 顾客自己组装了一辆汽车 System.out.println("累死我了,哪有买汽车还得自己组装的呀??!! 这样的汽车能开吗?以后再也不能买奥迪了!!!"); } }
运行结果:
顾客自己装好了一辆奥迪A6[黑色,座椅,发动机,方向盘,四个轮子] 累死我了,哪有买汽车还得自己组装的呀??!! 这样的汽车能开吗?以后再也不能买奥迪了!!!
顾客很不高兴,汽车的组装太复杂了,怎么买一辆汽车还要自己组装?这辆汽车能开吗?性能和安全有保证吗?
看看由工厂来组装汽车会是什么样子,例子4(使用工厂模式):
汽车(抽象产品类角色): 代码与例子3的相同。
奥迪A6(具体产品角色):代码与例子3的相同。
一汽大众(工厂角色):
复杂的组装过程还是有工厂来做吧。
/* * 生产汽车的工厂,一汽大众 (工厂类) */ public class CarFactory { /* * 生产汽车(通过一个静态方法来得到一辆汽车的对象) */ public static Car manufactureCar(){ AudiA6Car oneCar = new AudiA6Car(); // 涂上颜色 oneCar.setCar_color("黑色"); // 装上座椅 oneCar.setCar_seats("座椅"); // 装上发动机 oneCar.setEngine("发动机"); // 装上方向盘 oneCar.setSteering_wheel("方向盘"); // 装上车轮 oneCar.setWheels("四个轮子"); // 装上其他的部件。。。。。。 System.out.println("汽车在工厂组装好了"); // 一辆汽车造好了 return oneCar; } }
买这款奥迪A6汽车的一个顾客A(客户端):
/* * 购买汽车的顾客A(客户端) */ public class CustomerA { public static void main(String[] args){ // 通过汽车工厂来制造出了一辆汽车 Car myCar = CarFactory.manufactureCar(); // 顾客得到了一辆汽车,十分的高兴 System.out.println("我终于买了"+myCar+"。真是太好了!去兜风去。。。"); } }
运行结果:
汽车在工厂组装好了 我终于买了一辆奥迪A6[黑色,座椅,发动机,方向盘,四个轮子]。真是太好了!去兜风去。。。
顾客A很轻松地买了一辆奥迪A6,高兴地开着车兜风去了。。。
通过比较例子3和例子4,工厂模式的优势体现出来了:
利用工厂模式可以将对象的创建过程和使用进行分离(也就是解藕),可以将复杂的对象创建过程由工厂类进行了封装。
1.这样一来,客户端使用起来就显得非常轻松。
例如:如果客户想要红色的奥迪A6,那么,很简单,厂家给发一款红色的就可以了。客户只要高高兴兴地去开它就行了。
2.而且,这个系统,职责分明,思路清晰。
例如:如果出了车祸,如果是因为刹车问题造成的,那么就要找厂商;如果是因为顾客酒驾造成的,就要找顾客。
确定正确的调查对象,找到问题的真正原因,才能找到合适的解决方法,就不会有误判和冤案了。
3.此外,这样还起到了可以重用的作用。
例如: 无论有多少客户都买,只要买的是同一款,那么,只要用一套生产线就可以了,节省了很多时间和资源。
4.在将来的维护和修改时,就会减少使用对象的影响。
例如:客户不需要知道奥迪A6是怎么组装的。原来可能是由人手工装的;后来,是用机器装的;再后来,用了一套更先进的设备装的。这些都与客户无关,因为,客户买车,是为了开车,不需要了解车是怎么组装的。
再例如:多个客户购买了同一款汽车,如果这款汽车的刹车都有问题,那么,只需要修改一个工厂类就可以了,客户在使用过程中不会感觉到有什么变化,就不需要改变自己的使用方式了。
遗留的问题:
当我们使用JDBC对数据库进行操作的时候,是不是就用到了工厂模式?无论是连接Oracle还是MySQL,我们是不是写起来很简单?是不是不需要关心每种数据库的连接细节?是不是很容易就实现了从MySQL到Oracle的移植?是不是只是用了工厂模式?
工厂模式的应用似乎有很多,而且往往是和其他设计模式一起使用,在实际的项目和框架中都是怎么使用工厂模式的?
好了,来个小小的总结:
一个系统的好坏,不是类越少就越好,通过使用设计模式,进行了解藕和封装,使得设计更加合理,系统看起来职责分明、清晰,维护和扩展也更容易。
但是,使用了设计模式,也并不能说就是合理的。就像例子1和例子2,设计模式就没有带来什么优势,反而,使得系统显得繁琐了。