java设计模式2-工厂模式

工厂模式

工厂模式属于创建型模式.提供了一种创建对象的最佳方式.

介绍

定义一个创建对象的接口,让其子类自己决定实例化哪一工厂类,工厂模式使其创建过程延迟到子类进行.

 

应用实例一

您需要一辆汽车,可以直接从工厂里面提货,而不用去管这俩汽车是怎么做出来的,如果想新增一个产品,只有扩展一个工厂类就可以,屏蔽了产品的具体实现,调用者只关心产品的接口.

看一个具体需求

如一个披萨项目:要便于披萨种类的扩展、要便于维护

1、披萨的种类很多()

2、披萨的制作有prepare、bake、cut、box

3、完成披萨店订购功能

使用传统方法

编写OrderPizza.java去订购需要的各种Pizza

public class OrderPizza {

    public OrderPizza() {
        Pizza pizza = null;
        String orderType;

        do {
            orderType = getType();
            if (orderType.equals("greek")) {
                pizza = new GreekPizza();
                pizza.setName("GreekPizza....");
            } else if (orderType.equals("cheese")) {
                pizza = new CheesePizza();
                pizza.setName("cheese....");
            } else if (orderType.equals("pepper")) {
                pizza = new PepperPizza();
                pizza.setName("PepperPizza....");
            } else {
                break;
            }
            pizza.prepare();
            pizza.bake();
            pizza.cut();
            pizza.box();
        } while (true);
    }

    private String getType() {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入相应订购的类型");
        String orderType = scanner.nextLine();
        return orderType;
    }
}

传统方式的优缺点

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,即对扩展开发,对修改关闭.当我们给类增加新功能时,尽量不修改代码,

比如我们要增加新Pizza时,需要作如下修改

orderType = getType();
if (orderType.equals("greek")) {
    pizza = new GreekPizza();
    pizza.setName("GreekPizza....");
} else if (orderType.equals("cheese")) {
    pizza = new CheesePizza();
    pizza.setName("cheese....");
} else if (orderType.equals("pepper")) {
    pizza = new PepperPizza();
    pizza.setName("PepperPizza....");
} else {
    break;
}

 

改进思路分析

分析:修改代码可以接受,但是如果我们在其他地方也有创建Pizza的代码,就意味着,也需要修改,而创建的代码,往往有多处.

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,其他有创建对象的代码就不需要修改了--》简单工厂模式

基本介绍

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对象的行为

在软件开发中,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.

 

使用简单工厂模式

简单工厂模式的设计方法:定义一个可以实例化Pizza对象的类,封装创建对象的代码.

public class SimpleFactory {

    // 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("GreekPizza////");
        }else if (orderType.equals("cheese")){
            pizza = new CheesePizza();
            pizza.setName("CheesePizza////");
        }else if (orderType.equals("pepper")){
            pizza = new PepperPizza();
            pizza.setName("PepperPizza////");

        }
        return pizza;
    }

orderPizza

public class OrderPizza {

    SimpleFactory simpleFactory;
    Pizza pizza = null;

    public OrderPizza(SimpleFactory simpleFactory) {
        setFactory(simpleFactory);
    }

    private void setFactory(SimpleFactory simpleFactory) {
        this.simpleFactory = simpleFactory;
        String orderType;

        do {
            orderType = getType();
            pizza = this.simpleFactory.createPizza(orderType);


            if (pizza != null) {
                pizza.prepare();
                pizza.bake();
                pizza.cut();
                pizza.box();
            } else {
                System.out.println(" 订购披萨失败 ");
                break;
            }
        } while (true);

    }

    private String getType() {
        try {
            BufferedReader string = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("input pizza 种类:");
            String str = string.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }

}

工厂方法模式

看一个新的需求

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1

使用简单工厂模式,创建不同的简单工厂类,比如BJPizzaSimpleFactory、LDPizzaSimpeFactory等等.从当前这个案例,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. 

思路2

使用工厂方法模式

基本介绍

1、工厂方法模式设计方法: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

1、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,还可以选不同地区的pizza,伦敦奶酪pizza、伦敦的胡椒pizza

 

思路分析图解

OrderPizza

public abstract class OrderPizza {

    abstract Pizza createPizza(String orderType);

    OrderPizza() {
        Pizza pizza = null;
        String orderType = null;
        do {
            orderType = getType();
            pizza = createPizza(orderType);

            pizza.prepare();
            pizza.bake();
            pizza.cut();
            pizza.box();
        } while (true);
    }

    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

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

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;
    }
}

抽象工厂模式

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)

将工厂抽象成两层,AbsFactory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

抽象工厂模式应用实例

public interface AbsFactory {
    public Pizza createPizza(String orderType);
}

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;
    }
}

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;
    }
}

public class OrderPizza {
    AbsFactory factory;

    // 构造器
    public OrderPizza(AbsFactory factory) {
        setFactory(factory);
    }

    private void setFactory(AbsFactory factory) {
        Pizza pizza = null;
        // 用户输入
        String orderType = "";
        this.factory = factory;
        do {
            orderType = getType();
            // factory 可能是北京的工厂子类，也可能是伦敦的工厂子类
            pizza = factory.createPizza(orderType);
            // 订购 ok
            pizza.prepare();
            if (pizza != null) {
                pizza.bake();
                pizza.cut();
                pizza.box();
            } else {
                System.out.println("订购失败");
                break;
            }
        } while (true);
    }

    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 "";
        }

    }
}

 工厂模式在JDK-Calendar应用的源码分析

1、JDK中的Calendar类中,就使用了简单工厂模式

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;
}

 

工厂模式小结

1、工厂模式的意义

　　a) 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.

2、三种工厂模式(简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式)

　　a) 简单工厂模式:

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,将创建对象的代码提取到一个工厂中(simpleFactory),保证单一原则.

　　b) 工厂方法模式:将订购对象的代码抽象为方法,提高可维护性、可扩展性

　　c) 抽象工厂模式:将创建对象的方法抽象,并将工厂抽象,进一步提高可维护性、可扩展性

　　d) 工厂方法跟抽象工厂区别是抽象工厂抽象了两层(接口+具体实现子类,而工厂方法是抽象类出现方法)

 

3、设计模式的依赖抽象原则 

　　1、创建对象实例时,不要直接new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.

　　2、不要让类继承具体类,而是继承抽象类或者实现接口

　　3、不要覆盖基类中已经实现的方法