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工厂模式介绍

工厂模式介绍

作者: 白水灬煮一切 | 来源:发表于2019-04-29 14:47 被阅读0次

    一、引子

    话说十年前,有一个爆发户,他家有三辆汽车(Benz(奔驰)、Bmw(宝马)、Audi(奥迪)),还雇了司机为他开车。不过,爆发户坐车时总是这样:上Benz车后跟司机说“开奔驰车!”,坐上Bmw后他说“开宝马车!”,坐上 Audi后他说“开奥迪车!”。

    你一定说:这人有病!直接说开车不就行了?!而当把这个爆发户的行为放到我们程序语言中来,我们发现C语言一直是通过这种方式来坐车的!

    幸运的是这种有病的现象在OO语言中可以避免了。下面以Java语言为基础来引入我们本文的主题:工厂模式!

    二、简介

    工厂模式主要是为创建对象提供了接口。工厂模式按照《Java与模式》中的提法分为三类:

    1. 简单工厂模式(Simple Factory)

    2. 工厂方法模式(Factory Method)

    3. 抽象工厂模式(Abstract Factory)

    这三种模式从上到下逐步抽象,并且更具一般性。还有一种分类法,就是将简单工厂模式看为工厂方法模式的一种特例,两个归为一类。两者皆可,这本为使用《Java与模式》的分类方法。

    在什么样的情况下我们应该记得使用工厂模式呢?大体有两点:

    1.在编码时不能预见需要创建哪种类的实例。

    2.系统不应依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达的细节

    工厂模式能给我们的OOD、OOP带来哪些好处呢??

    三、简单工厂模式

    这个模式本身很简单而且使用在业务较简单的情况下。一般用于小项目或者具体产品很少扩展的情况(这样工厂类才不用经常更改)。

    它由三种角色组成:

    工厂类角色:这是本模式的核心,含有一定的商业逻辑和判断逻辑,根据逻辑不同,产生具体的工厂产品。如例子中的Driver类。

    抽象产品角色:它一般是具体产品继承的父类或者实现的接口。由接口或者抽象类来实现。如例中的Car接口。

    具体产品角色:工厂类所创建的对象就是此角色的实例。在java中由一个具体类实现,如例子中的Benz、Bmw类。

    来用类图来清晰的表示下的它们之间的关系:

    四、工厂方法模式

    抽象工厂角色: 这是工厂方法模式的核心,它与应用程序无关。是具体工厂角色必须实现的接口或者必须继承的父类。在java中它由抽象类或者接口来实现。

    具体工厂角色:它含有和具体业务逻辑有关的代码。由应用程序调用以创建对应的具体产品的对象。在java中它由具体的类来实现。

    抽象产品角色:它是具体产品继承的父类或者是实现的接口。在java中一般有抽象类或者接口来实现。

    具体产品角色:具体工厂角色所创建的对象就是此角色的实例。在java中由具体的类来实现。

    来用类图来清晰的表示下的它们之间的关系:

    五、小结

    让我们来看看简单工厂模式、工厂方法模式给我们的启迪:

    如果不使用工厂模式来实现我们的例子,也许代码会减少很多——只需要实现已有的车,不使用多态。但是在可维护性上,可扩展性上是非常差的(你可以想象一下添加一辆车后要牵动的类)。因此为了提高扩展性和维护性,多写些代码是值得的。

    六、抽象工厂模式

    先来认识下什么是产品族: 位于不同产品等级结构中,功能相关联的产品组成的家族。

    图中的BmwCar和BenzCar就是两个产品树(产品层次结构);而如图所示的BenzSportsCar和BmwSportsCar就是一个产品族。他们都可以放到跑车家族中,因此功能有所关联。同理BmwBussinessCar和BenzBusinessCar也是一个产品族。

    可以这么说,它和工厂方法模式的区别就在于需要创建对象的复杂程度上。而且抽象工厂模式是三个里面最为抽象、最具一般性的。抽象工厂模式的用意为:给客户端提供一个接口,可以创建多个产品族中的产品对象。

    而且使用抽象工厂模式还要满足一下条件:

    1.系统中有多个产品族,而系统一次只可能消费其中一族产品

    2.同属于同一个产品族的产品以其使用。

    来看看抽象工厂模式的各个角色(和工厂方法的如出一辙):

    抽象工厂角色: 这是工厂方法模式的核心,它与应用程序无关。是具体工厂角色必须实现的接口或者必须继承的父类。在java中它由抽象类或者接口来实现。

    具体工厂角色:它含有和具体业务逻辑有关的代码。由应用程序调用以创建对应的具体产品的对象。在java中它由具体的类来实现。

    抽象产品角色:它是具体产品继承的父类或者是实现的接口。在java中一般有抽象类或者接口来实现。

    具体产品角色:具体工厂角色所创建的对象就是此角色的实例。在java中由具体的类来实现。

    策略模式的优缺点

      策略模式的主要优点有:

    策略类之间可以自由切换,由于策略类实现自同一个抽象,所以他们之间可以自由切换。

    易于扩展,增加一个新的策略对策略模式来说非常容易,基本上可以在不改变原有代码的基础上进行扩展。

    避免使用多重条件,如果不使用策略模式,对于所有的算法,必须使用条件语句进行连接,通过条件判断来决定使用哪一种算法,在上一篇文章中我们已经提到,使用多重条件判断是非常不容易维护的。

      策略模式的缺点主要有两个:

    维护各个策略类会给开发带来额外开销,可能大家在这方面都有经验:一般来说,策略类的数量超过5个,就比较令人头疼了。

    必须对 客户端(调用者)暴露所有的策略类,因为使用哪种策略是由客户端来决定的,因此,客户端应该知道有什么策略,并且了解各种策略之间的区别,否则,后果很严 重。例如,有一个排序算法的策略模式,提供了快速排序、冒泡排序、选择排序这三种算法,客户端在使用这些算法之前,是不是先要明白这三种算法的适用情况? 再比如,客户端要使用一个容器,有链表实现的,也有数组实现的,客户端是不是也要明白链表和数组有什么区别?就这一点来说是有悖于迪米特法则的。

    适用场景

            做面向对象设计的,对策略模式一定很熟悉,因为它实质上就是面向对象中的继承和多态,在看完策略模式的通用代码后,我想,即使之前从来没有听说过策略模式,在开发过程中也一定使用过它吧?至少在在以下两种情况下,大家可以考虑使用策略模式,

    几个类的主要逻辑相同,只在部分逻辑的算法和行为上稍有区别的情况。

    有几种相似的行为,或者说算法,客户端需要动态地决定使用哪一种,那么可以使用策略模式,将这些算法封装起来供客户端调用。

           策略模式是一种简单常用的模式,我们在进行开发的时候,会经常有意无意地使用它,一般来说,策略模式不会单独使用,跟模版方法模式、工厂模式等混合使用的情况比较多。

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