Java设计模式——工厂模式

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Java设计模式——工厂模式

来源: 作者: 时间:2016-01-18 15:52 【

前言:工厂模式是一种比较常见的创建模式。有时,可能你使用了工厂模式而你却还不知道你已经使用了它。至少我感觉下面说的第一种简单工厂模式,你是已经很熟悉了。并且是经常

前言:

工厂模式是一种比较常见的创建模式。有时,可能你使用了工厂模式而你却还不知道你已经使用了它。至少我感觉下面说的第一种简单工厂模式,你是已经很熟悉了。并且是经常使用的。不信,就继续向下看。

 

简单工厂模式(Simple Factory Pattern):

从简单的工厂模式开始说起的话,我们要知道工厂模式的目的是什么?工厂模式的目的在于程序的可扩展性。而对于简单工厂模式来说,它是为了让程序有一个更好地封装,降低程序模块之间的耦合程度。

对于简单的工厂模式,其实也可以将其理解成为一个创建对象的工具类。工具类的形式,可以仿造如下代码编写:

 

public class SimpleFactory {

    public Object create(Class  clazz) {
        if (clazz.getName().equals(Plane.class.getName())) {
            return createPlane();
        } else if (clazz.getName().equals(Broom.class.getName())) {
            return createBroom();
        }
        
        return null;
    }
    
    private Broom createBroom() {
        return new Broom();
    }
    
    private Plane createPlane() {
        return new Plane();
    }
}
测试代码如下:
public class FactoryTest {

    public static void main(String[] args) {
        // 简单工厂模式测试
        SimpleFactory simpleFactory = new SimpleFactory();
        Broom broom = (Broom) simpleFactory.create(Broom.class);
        broom.run();
    }
}
正如之前所说的,简单的工厂模式,就是去创建一个创建对象的工具类。在这个工具类里面,我们就可以进行一些其他操作,比如对象的初始化。这样就避免了把对象初始化的大量代码(如果有大量代码的话)放在构造函数里了。

 

工厂方法模式(Factory Method Pattern):

之前说了简单的工厂模式,在简单的工厂模式里,我们创建了一个类似工具的类来创建相应的具体类对象。正因为其太过简单,有一点不成规范。所以,这里要对其做一些适当地封装。

我们来看一下工厂方法模式的定义吧。工厂方法模式定义了一个创建对象的接口,但由子类决定要实例化哪一个。工厂方法让类把实例化推迟到了子类。(定义摘自《Head First设计模式》)

\

图-1 工厂方法模式

抽象工厂:

我们的抽象工厂可以是类似这样的:

 

public abstract class VehicleFactory {
    public abstract Moveable create();
}

具体工厂:

代码就是这样简单而美好。而它有一个具体的实现工厂类:

 

public class BroomFactory extends VehicleFactory {

    @Override
    public Moveable create() {
        return new Broom();
    }

}
这个具体的实现工厂告诉我们,这里可以通过create()方法来创建一个Broom对象。

我们可以这样来理解他们的关系:有一个大的工厂它就是VehicleFactory,VehicleFactory工厂里又有很多生产车间,其中有一个就是BroomFactory。我们的具体产品都是通过这些生产车间来负责生产的。

抽象产品接口:

说到了产品,我们可以先试想一下这些具体的产品都会有什么样的性质。我们可以这样来定义它们:

public interface Moveable {
    public void run();
}

具体产品:

嗯,这是一些可以run(移动)的产品。就BroomFactory生产车间而言,它负责生产Broom。这个Broom是具有Moveable的属性。那么它的实现可以这样来写:

public class Broom implements Moveable {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(我是Broom.我在飞...);
    }

}

功能测试:

我们有工厂,并且知道了工厂要生产的产品了。那么我们就来生产一个Broom来试试吧:

 

VehicleFactory factory = new BroomFactory();
Moveable moveable = factory.create();
moveable.run();
这样我就生产了一个Broom了。是不是so easy?

抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern):

从上面的工厂方法中的结构图中,我们可以看到其中的具体工厂A和B是两个完全独立的。两者除了都是抽象工厂的子类,没有任何其他的交集。

但是,如果我们有这样一个需求:具体工厂A和B需要生产一些同类型的不同产品。那么我们就可以试试抽象工厂模式。

我们来看看抽象工厂模式是怎么定义的:为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口,而且无需指定他们的具体类。同样在下面的结构图中,我们可以更好地解释这一定义。我们的抽象工厂中包含一系列的去构造一个抽象产品的方法,而具体产品的实现则是放在了具体工厂(图中的A和B)中进行。

\

图-2 抽象工厂模式

现在我们看看代码中是如何实现的。

抽象工厂:

 

public abstract class AbstractFactory {

    public abstract Flyable createFlyable();
    
    public abstract Moveable createMoveable();
    
    public abstract Writeable createWriteable();
}

 

具体工厂:

从抽象工厂的代码中也可以看出,抽象工厂只是去“生产”一些抽象的东西。有点类似于底层机制的感觉。现在我们来看看具体工厂的实现。

 

 

public class Factory1 extends AbstractFactory {

    @Override
    public Flyable createFlyable() {
        return new Aircraft();
    }

    @Override
    public Moveable createMoveable() {
        return new Car();
    }

    @Override
    public Writeable createWriteable() {
        return new Pen();
    }

}

 

抽象产品接口:

在具体工厂里,我们就可以生产一些具体的产品了。就是这里的Aircraft、Car、Pen。抽象的产品接口如下。

 

 

public interface Flyable {

    public void fly(int height);
}

 

具体产品:

具体的产品则是要去实现这个接口,并实现其中的方法,如下:

 

 

public class Aircraft implements Flyable {

    @Override
    public void fly(int height) {
        System.out.println(我是一架客运机,我目前的飞行高度为: + height + 千米。);
    }

}

 

功能测试:

有了这些东西,那么我们就来好好生产一些产品吧。
public class FactoryTest {

    public static void main(String[] args) {
        AbstractFactory factory = new Factory1();
        Flyable flyable = factory.createFlyable();
        flyable.fly(1589);
        
        Moveable moveable = factory.createMoveable();
        moveable.run(87.6);
        
        Writeable writeable = factory.createWriteable();
        writeable.write(Hello World.);
    }
}
现在让我们来看一下,结果是否跟我们想的一样吧。

 

 

\ 图-3 抽象工厂模式运行结果图

 

总结:

以上就是工厂模式的基本实现和详细说明。包括了简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式。我们可以基于需求来选择合适的工厂模式。下面给出本文的所有代码的GitHub链接。

 

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