Java设计模式之工厂模式

作者: 饱醉豚我去年买了个表 | 来源:发表于2019-10-25 21:17 被阅读0次

    写在前面

    当我们需要初始化对象时,通常需要关键字new来初始化一个新对象,很方便,但同时也有缺点,那就是强耦合性,当这个对象有改变时,对象所在类也要跟着改变。根据设计规则,我们要对扩展开放,对改变关闭,怎么屏蔽改变呢,可以通过工厂模式找出变化的地方,把他们从不变的部分分离出去。

    举个例子

    奶茶店里能生产红茶和奶茶,我们需要哪个就会给我们制作哪个,如下:

    public interface IDrink {
    
        void drink();
    }
    
    public class TeaDrink implements IDrink {
    
        @Override
        public void drink() {
            System.out.println("drink: TeaDrink");
        }
    }
    
    public class MilkDrink implements IDrink {
        @Override
        public void drink() {
            System.out.println("drink: MilkDrink");
        }
    }
    

    上面定义了IDrink接口及两个实现类TeaDrink、MilkDrink,下面开始使用他们:

    private static void drinkSomeThing(String type) {
        IDrink drink = null;
        switch (type) {
            case "tea":
                drink = new TeaDrink();
                break;
            case "milk":
                drink = new MilkDrink();
                break;
            default:
                break;
        }
        drink.drink();
    }
    

    很简单 根据传入的type展示不同的结果:

    传入tea返回的是  drink: TeaDrink
    传入milk返回的是  drink: MilkDrink
    

    假如后面又来了个IceDrink(冰激凌),那么就需要继续在这个方法中添加逻辑,如果逻辑复杂了,这个类就会显得很乱,下面用几种工厂模式来重写这个逻辑。

    简单工厂模式

    简单工厂模式严格来说并不是一种设计模式,内部有一个工厂类,根据不同的条件来创建不同的对象:

    public class DrinkFactory {
    
        public static IDrink getDrink(String type) {
            switch (type) {
                case "tea":
                    return new TeaDrink();
                case "milk":
                    return new MilkDrink();
                default:
                    break;
            }
            return null;
        }
    }
    

    调用上面的工厂类:

    //简单工厂模式 
    //传入milk 在工厂类中创建MilkDrink类并调用其方法
    IDrink drink = DrinkFactory.getDrink("milk");
    drink.drink();
    

    输出:

    drink: MilkDrink
    

    相比于上面的例子代码,简单工厂模式将创建各种茶的逻辑放到一个工厂类中,即将变化的部分抽离出来单独维护,后面如果有变化,直接修改这个工厂类即可。

    工厂模式

    工厂模式定义了一个创建对象的接口,由子类决定要实例化的类是哪一个,即把类的实例化推迟到了子类中。
    

    工厂模式不同于简单工厂模式,简单工厂模式只有一个工厂类来创建所有的对象,而工厂模式是根据不同的对象来提供不同的工厂。工厂模式有下面4种角色:

    • 抽象工厂:定义所有具体工厂类行为
    • 具体工厂:可以有多个,每个工厂负责生产对应的产品类
    • 抽象产品:定义所有产品类的特性
    • 具体产品:不同具体工厂生产出不同产品

    抽象工厂:

    public interface IFactory {
    
        IDrink produce();
    }
    

    具体工厂:

    public class IceFactory implements IFactory {
    
        @Override
        public IDrink produce() {
    
            return new IceCreamDrink();
        }
    }
    
    public class TeaFactory implements IFactory {
        @Override
        public IDrink produce() {
    
            return new TeaDrink();
        }
    }
    

    抽象产品:

    public interface IDrink {
    
        void drink();
    }
    

    具体产品:

    public class IceCreamDrink implements IDrink {
    
        @Override
        public void drink() {
            System.out.println("drink: IceCream");
        }
    }
    
    public class TeaDrink implements IDrink {
    
        @Override
        public void drink() {
            System.out.println("drink: TeaDrink");
        }
    }
    

    调用工厂类:

    System.out.println("--------------工厂模式--------------");
    //工厂模式
    IFactory factory = new IceFactory();
    //IFactory factory = new TeaFactory();
    IDrink drink1 = factory.produce();
    drink1.drink();
    

    结果:

    --------------工厂模式--------------
    drink: IceCream
    

    工厂模式中,通过子类来创建对应的产品类,作为消费者不需要知道产品是怎么加工的,只需要知道工厂名(奶茶店还是冰激凌店)就可以了。

    抽象工厂模式

    抽象工厂模式提供一个接口,用于创建相关或依赖对象的家族,而不需要明确指定具体类。
    

    如果我们的需求又变了:在买奶茶时,可以选择大杯的和小杯的,另外奶茶还可以选择加水果或果仁且是必选。分析上面的需求,我们可以看到大小杯、加水果或果仁都是生产奶茶的其中一个步骤,结合抽象工厂的定义,我们可以使用抽象工厂模式来实现我们的需求。

    抽象原料:

    public interface IRaw {
        //用来定义加果仁还是水果
        void produceRaw();
    }
    
    public interface IShape {
        //用来定义大小杯
        void produceShape();
    }
    

    具体原料:

    
    public class BigShape implements IShape {
        @Override
        public void produceShape() {
            System.out.println("Shape:大杯");
        }
    }
    
    public class SmallShape implements IShape {
        @Override
        public void produceShape() {
            System.out.println("Shape:小杯");
        }
    }
    
    public class FruitRaw implements IRaw {
    
        @Override
        public void produceRaw() {
            System.out.println("produceRaw:添加水果");
        }
    }
    
    public class NutRaw implements IRaw {
    
        @Override
        public void produceRaw() {
            System.out.println("produceRaw:添加果仁");
        }
    }
    

    抽象工厂:

    public interface IBaseFactory {
    
        IShape buildShape();
    
        IRaw buildRaw();
    
    }
    

    具体工厂:

    //生产大杯加果仁的奶茶
    public class AFactory implements IBaseFactory {
    
        @Override
        public IShape buildShape() {
            return new BigShape();
        }
    
        @Override
        public IRaw buildRaw() {
    
            return new NutRaw();
        }
    }
    
    //生产小杯加水果的
    public class BFactory implements IBaseFactory {
    
        @Override
        public IShape buildShape() {
    
            return new SmallShape();
        }
    
        @Override
        public IRaw buildRaw() {
    
            return new FruitRaw();
        }
    }
    

    调用上面的抽象工厂生产奶茶:

    System.out.println("--------------抽象工厂模式--------------");
    //抽象工厂模式
    IRaw raw;
    IShape shape;
    IBaseFactory baseFactory;
    //大杯加果仁的
    baseFactory = new AFactory();
    //小杯加水果的
    // baseFactory = new BFactory();
    
    raw = baseFactory.buildRaw();
    shape = baseFactory.buildShape();
    shape.produceShape();
    raw.produceRaw();
    

    结果:

    --------------抽象工厂模式--------------
    Shape:大杯
    produceRaw:添加果仁
    

    抽象工厂模式和工厂模式看似是一样的,他们确实相似度很高,但是还是有区别的,工厂模式中的工厂类只能创建一个具体对象,而在抽象工厂模式中,工厂类可以创建一组对象(例子中创建了大杯类、果仁类),这是他们之间的不同点。

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