设计模式:工厂模式
1.简单工厂模式
简单工厂模式的实际需求
看一个披萨的项目:要便于披萨种类的扩展,要便于维护
1.披萨的种类很多(比如 GreekPizz、CheesePizz 等)
2.披萨的制作有 prepare、bake、cut、box
3.完成披萨店订购功能
传统方式的代码实现
类图设计
代码实现
Pizza 抽象父类
//将Pizza 类做成抽象
public abstract class Pizza {
protected String name; //名字
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
//准备原材料, 不同的披萨不一样,因此,我们做成抽象方法
public abstract void prepare();
// 烘烤
public void bake() {
System.out.println(name + " baking;");
}
// 切割
public void cut() {
System.out.println(name + " cutting;");
}
//打包
public void box() {
System.out.println(name + " boxing;");
}
}
CheesePizza:奶酪披萨
public class CheesePizza extends Pizza {
@Override
public void prepare() {
System.out.println("给制作奶酪披萨 准备原材料 ");
}
}
GreekPizza:希腊披萨
public class GreekPizza extends Pizza {
@Override
public void prepare() {
System.out.println("给希腊披萨 准备原材料 ");
}
}
PepperPizza:胡椒披萨
public class PepperPizza extends Pizza {
@Override
public void prepare() {
System.out.println("给胡椒披萨准备原材料 ");
}
}
OrderPizza:表示披萨商店,可以根据用户的输入,制作相应的披萨
public class OrderPizza {
// 构造器
public OrderPizza() {
Pizza pizza = null;
String orderType; // 订购披萨的类型
do {
orderType = getType();
if (orderType.equals("greek")) {
pizza = new GreekPizza();
pizza.setName("希腊披萨");
} else if (orderType.equals("cheese")) {
pizza = new CheesePizza();
pizza.setName("奶酪披萨");
} else if (orderType.equals("pepper")) {
pizza = new PepperPizza();
pizza.setName("胡椒披萨");
} else {
break;
}
// 输出pizza 制作过程
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
} while (true);
}
// 写一个方法,可以获取客户希望订购的披萨种类
private String getType() {
try {
BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input pizza 种类:");
String str = strin.readLine();
return str;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
return "";
}
}
}
PizzaStore:相当于客户端,发出订购披萨的请求
//相当于一个客户端,发出订购
public class PizzaStore {
public static void main(String[] args) {
new OrderPizza();
}
}
程序运行结果
- 传统方式的优缺点分析
1.优点是比较好理解,简单易操作。
2.缺点是违反了设计模式的ocp原则,即对扩展开放(提供方),对修改关闭(使用方)。即当我们给类增加新功能的时候,尽量不修改代码,或者尽可能少修改代码.
3.比如我们这时要新增加一个Pizza的种类(Pepper披萨),我们需要在使用方 OderPizza 中添加新的判断条件,违反开闭原则
改进思路
1.分析: 如果说新增 Pizza 需要修改代码,这可以接受, 但是如果我们在其它的地方也有创建 Pizza 的代码,就意味着,有很多处的代码都需要修改,而且这些创建 Pizza 的代码全都是冗余代码。
2.思路: 把创建Pizza对象封装到一个类中,这样我们有新的Pizza种类时,只需要修改该类就可, 其它有创建到Pizza对象的代码就不需要修改了 --> 简单工厂模式
简单工厂模式的代码实现
简单工厂模式介绍
1.简单工厂模式是属于创建型模式,是工厂模式的一种。 简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式
2.简单工厂模式:定义了一个创建对象的类,由这个类来封装实例化对象的行为(代码)
3.在软件开发中,当我们会用到大量的创建某种、某类或者某批对象时,就会使用到工厂模式
类图
代码实现
1.Pizza 抽象父类以及 Pizza 的具体实现类和上面一样
2.SimpleFactory:工厂类,根据用户输入,制作相应的 Pizza,此时 SimpleFactory 为提供方
//简单工厂类
public class SimpleFactory {
// 根据orderType 返回对应的Pizza 对象
public Pizza createPizza(String orderType) {
Pizza pizza = null;
System.out.println("使用简单工厂模式");
if (orderType.equals("greek")) {
pizza = new GreekPizza();
pizza.setName("希腊披萨");
} else if (orderType.equals("cheese")) {
pizza = new CheesePizza();
pizza.setName("奶酪披萨");
} else if (orderType.equals("pepper")) {
pizza = new PepperPizza();
pizza.setName("胡椒披萨");
}
return pizza;
}
}
OrderPizza:根据用户的输入,调用 SimpleFactory 工厂类制作相应的 Pizza,OrderPizza 为使用方
public class OrderPizza {
// 定义一个简单工厂对象
SimpleFactory simpleFactory;
Pizza pizza = null;
// 构造器
public OrderPizza(SimpleFactory simpleFactory) {
setFactory(simpleFactory);
}
public void setFactory(SimpleFactory simpleFactory) {
String orderType = ""; // 用户输入的
this.simpleFactory = simpleFactory; // 设置简单工厂对象
do {
orderType = getType();
pizza = this.simpleFactory.createPizza(orderType);
// 输出pizza
if (pizza != null) { // 订购成功
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
System.out.println();
} else {
System.out.println("订购披萨失败");
break;
}
} while (true);
}
// 写一个方法,可以获取客户希望订购的披萨种类
private String getType() {
try {
BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input pizza 种类:");
String str = strin.readLine();
return str;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
return "";
}
}
}
PizzaStore:相当于客户端,发出订购披萨的请求
//相当于一个客户端,发出订购
public class PizzaStore {
public static void main(String[] args) {
// 使用简单工厂模式
new OrderPizza(new SimpleFactory());
System.out.println("~~退出程序~~");
}
}
其他说明:简单工厂模式也叫静态工厂模式,很多代码中都将简单工厂中提供示例 Bean 的方法声明为静态 static 方法,可通过工厂类直接调用
//简单工厂类
public class SimpleFactory {
// 简单工厂模式 也叫 静态工厂模式
public static Pizza createPizza(String orderType) {
Pizza pizza = null;
System.out.println("使用简单工厂模式2");
if (orderType.equals("greek")) {
pizza = new GreekPizza();
pizza.setName("希腊披萨");
} else if (orderType.equals("cheese")) {
pizza = new CheesePizza();
pizza.setName("奶酪披萨");
} else if (orderType.equals("pepper")) {
pizza = new PepperPizza();
pizza.setName("胡椒披萨");
}
return pizza;
}
}
简单工厂模式总结:
1.如果使用传统方法,使用方为 OrderPizza,提供方 Pizza 及其实现类,这样编写代码使用方和提供方紧紧耦合在一起,但凡需要新增 Pizza 的实现类,都需要修改 OrderPizza 中的代码,添加新的判断逻辑
2.为了满足 OCP 原则,我们建立简单工厂类 SimpleFactory,通过 SimpleFactory 作为一个中间者的角色:SimpleFactory 向上为 OrderPizza 提供相应的 Pizza,SimpleFactory 向下负责与 Pizza 及其实现类打交道,完成 Pizza 的生产
3.我们将生产 Pizza 的具体细节放在 SimpleFactory 工厂类里面实现,让 SimpleFactory 作为 Pizza 的提供方,这样新增 Pizza 的实现类时,我们只需要修改提供方(SimpleFactory)的代码,而无需修改使用方(OrderPizza)的代码
2、工厂方法模式
工厂方法模式的实际需求
看一个新的需求
披萨项目新的需求: 客户在点披萨时, 可以点不同口味的披萨, 比如北京的奶酪 pizza、 北京的胡椒 pizza 或者是伦敦的奶酪 pizza、 伦敦的胡椒 pizza。
思路一:简单工厂模式
使用简单工厂模式, 创建不同的简单工厂类, 比如 BJPizzaSimpleFactory、LDPizzaSimpleFactory 等等。
从当前这个案例来说, 也是可以的, 但是考虑到项目的规模, 以及软件的可维护性、 可扩展性并不是特别好,因为过多的工厂类会导致整个项目类膨胀
思路二:使用工厂方法模式
工厂方法模式介绍
1.工厂方法模式设计方案: 将披萨项目的实例化功能抽象成抽象方法, 在不同的口味点餐子类中具体实现。
2.工厂方法模式: 定义了一个创建对象的抽象方法, 由子类决定要实例化的类。 工厂方法模式将对象的实例化推迟到子类
工厂方法模式应用案例
项目需求:披萨项目新的需求: 客户在点披萨时, 可以点不同口味的披萨, 比如 北京的奶酪 pizza、 北京的胡椒 pizza 或者是伦敦的奶酪 pizza、 伦敦的胡椒 pizza
代码实现
1.Pizza:抽象父类,和之前的定义一样
//将Pizza 类做成抽象
public abstract class Pizza {
protected String name; // 名字
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
// 准备原材料, 不同的披萨不一样,因此,我们做成抽象方法
public abstract void prepare();
// 烘烤
public void bake() {
System.out.println(name + " baking;");
}
// 切割
public void cut() {
System.out.println(name + " cutting;");
}
// 打包
public void box() {
System.out.println(name + " boxing;");
}
}
2.BJCheesePizza:北京的奶酪披萨
public class BJCheesePizza extends Pizza {
@Override
public void prepare() {
setName("北京的奶酪pizza");
System.out.println("北京的奶酪pizza 准备原材料");
}
}
3.BJPepperPizza:北京的胡椒披萨
public class BJPepperPizza extends Pizza {
@Override
public void prepare() {
setName("北京的胡椒pizza");
System.out.println("北京的胡椒pizza 准备原材料");
}
}
4.LDCheesePizza:伦敦的奶酪披萨
public class LDCheesePizza extends Pizza {
@Override
public void prepare() {
setName("伦敦的奶酪pizza");
System.out.println("伦敦的奶酪pizza 准备原材料");
}
}
5.LDPepperPizza:伦敦的胡椒披萨
public class LDPepperPizza extends Pizza {
@Override
public void prepare() {
setName("伦敦的胡椒pizza");
System.out.println("伦敦的胡椒pizza 准备原材料");
}
}
6.OrderPizza:含有抽象方法的工厂父类,其抽象方法待子类去实现
public abstract class OrderPizza {
// 定义一个抽象方法,createPizza , 让各个工厂子类自己实现
abstract Pizza createPizza(String orderType);
// 构造器
public OrderPizza() {
Pizza pizza = null;
String orderType; // 订购披萨的类型
do {
orderType = getType();
pizza = createPizza(orderType); // 抽象方法,由工厂子类完成
// 输出pizza 制作过程
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
System.out.println();
} while (true);
}
// 写一个方法,可以获取客户希望订购的披萨种类
private String getType() {
try {
BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input pizza 种类:");
String str = strin.readLine();
return str;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
return "";
}
}
}
BJOrderPizza:北京披萨的生产工厂
public class BJOrderPizza extends OrderPizza {
@Override
Pizza createPizza(String orderType) {
Pizza pizza = null;
if (orderType.equals("cheese")) {
pizza = new BJCheesePizza();
} else if (orderType.equals("pepper")) {
pizza = new BJPepperPizza();
}
return pizza;
}
}
LDOrderPizza:伦敦披萨的生产工厂
public class LDOrderPizza extends OrderPizza {
@Override
Pizza createPizza(String orderType) {
Pizza pizza = null;
if (orderType.equals("cheese")) {
pizza = new LDCheesePizza();
} else if (orderType.equals("pepper")) {
pizza = new LDPepperPizza();
}
return pizza;
}
}
PizzaStore:相当于客户端,发出订购披萨的请求
public class PizzaStore {
public static void main(String[] args) {
String loc = "bj"; // 假设这里是用户输入的位置信息
if (loc.equals("bj")) {
// 创建北京口味的各种Pizza
new BJOrderPizza();
} else {
// 创建伦敦口味的各种Pizza
new LDOrderPizza();
}
}
}
工厂方法模式总结
1.首先要说明的是,对于此案例,我们也可以采用简单工厂模式来实现,缺点是:对于一个地区的披萨,我们就需要创建一个对应的工厂类,这会造成项目类膨胀;并且生产披萨的代码几乎都是相同的,这就造成披萨工厂类中的代码冗余
2.对于这种情况,我们可以使用工厂方法模式,将具体的抽象方法声明在父类工厂中,其具体的实现下沉到工厂子类,我们通过工厂子类可以获得所需要的 Bean
3.对于此例,抽象父类 OrderPizza 中有一个抽象方法 abstract Pizza createPizza(String orderType);,该方法接收 Pizza 的类型,并生产指定类型的 Pizza;在工厂子类 BJOrderPizza,LDOrderPizza 中实现了该抽象方法,实现了具体生产 Pizza 的逻辑
4.对于工厂方法模式,抽象工厂父类 OrderPizza 为 Bean 的使用方,它负责调用工厂子类 BJOrderPizza,LDOrderPizza 中已重写的抽象方法,获得生产好的 Pizza,然后使用该 Pizza 实例
简单工厂模式与工厂方法模式的对比:
1.简单工厂模式:工厂类作为 Bean 的制造者(提供方),负责与具体的实体类打交道,并负责相应业务逻辑的处理;使用方调用工厂类获取 Bean,使用即可,无需关心该 Bean 是如何得到的,也无需关心制造此 Bean 的具体业务逻辑,满足 OCP 原则
2.工厂方法模式:工厂父类中有一个抽象方法负责制造 Bean,该抽象方法会下沉到其子类,由工厂子类实现其具体的业务细节,所以工厂子类是 Bean 的提供方,此时的工厂父类消费由工厂子类制造的 Bean,为使用方
3、抽象工厂模式
抽象工厂模式的基本介绍
1.抽象工厂模式: 定义了一个 interface 用于创建相关或有依赖关系的对象簇, 而无需指明具体的类
2.抽象工厂模式可以将简单工厂模式和工厂方法模式进行整合。
3.从设计层面看, 抽象工厂模式就是对简单工厂模式的改进(或者称为进一步的抽象)。
4.将工厂抽象成两层, AbsFactory(抽象工厂) 和 具体实现的工厂子类。 程序员可以根据创建对象类型使用对应的工厂子类。 这样将单个的简单工厂类变成了工厂簇, 更利于代码的维护和扩展。
抽象工厂模式的案例
使用抽象工厂模式来完成披萨项目
Pizza 抽象父类以及 Pizza 的具体实现类和上面一样
AbsFactory:工厂抽象层,定义制造 Bean 的抽象方法
//一个抽象工厂模式的抽象层(接口)
public interface AbsFactory {
// 让下面的工厂子类来 具体实现
public Pizza createPizza(String orderType);
}
BJFactory:北京工厂子类(提供方),负责制造北京各种口味的 Pizza
//这是工厂子类
public class BJFactory implements AbsFactory {
@Override
public Pizza createPizza(String orderType) {
System.out.println("~使用的是抽象工厂模式~");
Pizza pizza = null;
if (orderType.equals("cheese")) {
pizza = new BJCheesePizza();
} else if (orderType.equals("pepper")) {
pizza = new BJPepperPizza();
}
return pizza;
}
}
LDFactory:伦敦工厂子类(提供方),负责制造伦敦各种口味的 Pizza
public class LDFactory implements AbsFactory {
@Override
public Pizza createPizza(String orderType) {
System.out.println("~使用的是抽象工厂模式~");
Pizza pizza = null;
if (orderType.equals("cheese")) {
pizza = new LDCheesePizza();
} else if (orderType.equals("pepper")) {
pizza = new LDPepperPizza();
}
return pizza;
}
}
OrderPizza:使用方,负责消费 Pizza
public class OrderPizza {
AbsFactory factory;
// 构造器
public OrderPizza(AbsFactory factory) {
setFactory(factory);
}
private void setFactory(AbsFactory factory) {
Pizza pizza = null;
String orderType = ""; // 用户输入
this.factory = factory;
do {
orderType = getType();
// factory 可能是北京工厂子类,也可能是伦敦工厂子类
pizza = factory.createPizza(orderType);
if (pizza != null) { // 订购ok
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
} else {
System.out.println("订购失败");
break;
}
} while (true);
}
// 写一个方法,可以获取客户希望订购的披萨种类
private String getType() {
try {
BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input pizza 种类:");
String str = strin.readLine();
return str;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
return "";
}
}
}
PizzaStore:客户端,发出订购披萨的请求
public class PizzaStore {
public static void main(String[] args) {
//new OrderPizza(new BJFactory());
new OrderPizza(new LDFactory());
}
}
抽象工厂模式总结
1.AbsFactory 仍然是简单工厂(简单工厂模式),但是工厂方法的具体实现需下沉到各个工厂子类(工厂方法模式),所以说抽象工厂模式可以将简单工厂模式和工厂方法模式进行整合。
2.抽象工厂模式分为两层:抽象层和实现层。AbsFactory 作为工厂抽象层,只对工厂规范进行定义,其具体的实现交由工厂子类
3.简单工厂模式很难满足对多种不同类型的 Bean 进行创建,所以我们使用抽象工厂模式,定义一个工厂抽象层,但具体实现需下沉到各个工厂子类
工厂方法与抽象工厂
抽象工厂的每个方法都实际上看起来像工厂方法,方法声明成抽象,子类方法去覆盖这些方法去创建对象。
抽象工厂的任务是定义一个负责创造一组产品的接口,每个方法就是创建一种产品,这就是工厂方法,所以在抽象工厂中利用工厂方法来实现生产方法是自然的。
对比:
两者都是用来创建对象,但是工厂方法使用的是继承,而抽象工厂使用的是对象的组合。
比如工厂方法创建pizza是各种PizzaStore继承后覆盖createPizza()方法实现的,让客户从具体类型中解耦。
但是对于抽象工厂,提供了一个用来创建一个产品家族的抽象类型,这个类型的子类定义了产品被产生的方法,要想使用这个工厂必须实例化它,然后将它传入一些针对抽象类型所写的代码中。
比如PizzaIngredientFactory这个接口定义了一堆原料的做法,而对于纽约的原料加工厂先实现这些接口,然后纽约的商店实例化这个原料加工厂,就保证了不同的商店使用到各自不同的原料,把客户从所使用的实际产品中解耦。
一群还是一个,一群产品集合用抽象工厂,具体哪些类中可以确定一个抽象类,子类继承实现使用工厂方法
4.JDK Calendar
JDK Calendar 中使用到了简单工厂模式
public class Factory {
public static void main(String[] args) {
// getInstance 是 Calendar 静态方法
Calendar cal = Calendar.getInstance();
// 注意月份下标从0开始,所以取月份要+1
System.out.println("年:" + cal.get(Calendar.YEAR));
System.out.println("月:" + (cal.get(Calendar.MONTH) + 1));
System.out.println("日:" + cal.get(Calendar.DAY_OF_MONTH));
System.out.println("时:" + cal.get(Calendar.HOUR_OF_DAY));
System.out.println("分:" + cal.get(Calendar.MINUTE));
System.out.println("秒:" + cal.get(Calendar.SECOND));
}
}
Calendar.getInstance() 方法的实现
/**
* Gets a calendar using the default time zone and locale. The
* <code>Calendar</code> returned is based on the current time
* in the default time zone with the default
* {@link Locale.Category#FORMAT FORMAT} locale.
*
* @return a Calendar.
*/
public static Calendar getInstance()
{
return createCalendar(TimeZone.getDefault(), Locale.getDefault(Locale.Category.FORMAT));
}
createCalendar() 方法的实现:如果 provider == null,就会根据 caltype 的值,来创建具体的工厂子类对象
private static Calendar createCalendar(TimeZone zone,
Locale aLocale)
{
CalendarProvider provider =
LocaleProviderAdapter.getAdapter(CalendarProvider.class, aLocale)
.getCalendarProvider();
if (provider != null) {
try {
return provider.getInstance(zone, aLocale);
} catch (IllegalArgumentException iae) {
// fall back to the default instantiation
}
}
Calendar cal = null;
if (aLocale.hasExtensions()) {
String caltype = aLocale.getUnicodeLocaleType("ca");
if (caltype != null) {
switch (caltype) {
case "buddhist":
cal = new BuddhistCalendar(zone, aLocale);
break;
case "japanese":
cal = new JapaneseImperialCalendar(zone, aLocale);
break;
case "gregory":
cal = new GregorianCalendar(zone, aLocale);
break;
}
}
}
if (cal == null) {
// If no known calendar type is explicitly specified,
// perform the traditional way to create a Calendar:
// create a BuddhistCalendar for th_TH locale,
// a JapaneseImperialCalendar for ja_JP_JP locale, or
// a GregorianCalendar for any other locales.
// NOTE: The language, country and variant strings are interned.
if (aLocale.getLanguage() == "th" && aLocale.getCountry() == "TH") {
cal = new BuddhistCalendar(zone, aLocale);
} else if (aLocale.getVariant() == "JP" && aLocale.getLanguage() == "ja"
&& aLocale.getCountry() == "JP") {
cal = new JapaneseImperialCalendar(zone, aLocale);
} else {
cal = new GregorianCalendar(zone, aLocale);
}
}
return cal;
}
5、工厂模式小结
工厂模式的意义:将实例化对象的代码提取出来,放到一个类中统一管理和维护,达到和主项目的依赖关系的解耦。从而提高项目的扩展和维护性。
三种工厂模式
1.简单工厂模式
2.工厂方法模式
3.抽象工厂模式
设计模式的依赖抽象原则
创建对象实例时,不要直接 new 这个类,而是把这个new 类的动作放在一个工厂的方法中,并返回。有的书上说,变量不要直接持有具体类的引用。这样做的好处是:我们依赖的是一个抽象层(缓冲层),如果之后有什么变动,修改工厂类中的代码即可
不要让类继承具体类,而是继承抽象类或者是实现interface(接口)
不要覆盖基类中已经实现的方法
设计原则:依赖倒置
依赖倒置原则:要依赖抽象,不要依赖具体类。高层次的模块不应该依赖于低层次的模块,他们都应该依赖于抽象。抽象不应该依赖于具体实现,具体实现应该依赖于抽象。
用依赖倒置原则重构代码
下面是一些指导方针来避免违反依赖倒置原则:
变量不可以持有具体类的引用。如果使用new,就会持有具体类的引用,你可以改成工厂来避免
不要让类派生自具体类,如果派生自具体类,你就会依赖具体类,请派生自抽象(接口或者抽象类)
不要覆盖基类中已经实现的方法,如果覆盖,那么基类说明就不是一个真正适合被继承的抽象,基类中已经实现的方法,应该有所有的子类共享
要尽量达到这些原则,但不是随时都要遵守
总结
工厂:封装对象的创建,处理创建对象的细节
静态工厂:利用静态方法定义一个简单的工厂。优点:不需要创建工厂类的实例化。缺点:不能通过继承改变创建方法行为。
简单工厂:简单工厂并不是一种设计模式,因为只是简单的把创建对象的代码封装起来
工厂模式:在父类定义了一个创建对象的接口,通过让子类决定创建的对象是什么,来达到让对象创建的过程封装的目的。工厂方法让类把实例化推迟到子类
抽象工厂:提供一个接口,用于创建相关或依赖对象的家族,而不需要指明具体的类
工厂方法用来处理对象的创建,并将这样的行为封装在子类中。这样客户程序中超类的代码就和子类对象的创建部分解耦了
简单工厂vs工厂模式:简单工厂把全部的事情在一个地方做完了,而工厂模式是一个创建框架,让子类决定如何实现
抽象工厂vs工厂模式
抽象工厂的方法经常以工厂方法的方式实现,抽象工厂的任务是定义一个负责创建一组产品的接口
工厂方法使用继承,抽象工厂使用组合
工厂方法只是用来创建一种产品,而抽象工厂创建的是一个产品家族
使用工厂模式意味着需要扩展一个类并覆盖它的工厂方法。抽象工厂提供了一个创建产品家族的抽象类型,类型的子类定义了产品生产的方式
本文地址:https://blog.csdn.net/u014692224/article/details/109532711
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