设计模式06 —— 工厂模式
设计模式06 —— 工厂模式
本教程参考:菜鸟教程 - 学的不仅是技术,更是梦想! (runoob.com)
参考书:《图解设计模式》
本系列为本人学习笔记,和课程学习笔记,资料和参考均源自互联网,希望各位大佬多多指点!
介绍
工厂模式(Factory Pattern)是 Java 中最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。
工厂模式提供了一种将对象的实例化过程封装在工厂类中的方式。通过使用工厂模式,可以将对象的创建与使用代码分离,提供一种统一的接口来创建不同类型的对象。
在工厂模式中,我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑,并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。
意图:定义一个创建对象的接口,让其子类自己决定实例化哪一个工厂类,工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。
主要解决:主要解决接口选择的问题。
何时使用:我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。
如何解决:让其子类实现工厂接口,返回的也是一个抽象的产品。
关键代码:创建过程在其子类执行。
应用实例: 1、您需要一辆汽车,可以直接从工厂里面提货,而不用去管这辆汽车是怎么做出来的,以及这个汽车里面的具体实现。 2、Hibernate 换数据库只需换方言和驱动就可以。
优点: 1、一个调用者想创建一个对象,只要知道其名称就可以了。 2、扩展性高,如果想增加一个产品,只要扩展一个工厂类就可以。 3、屏蔽产品的具体实现,调用者只关心产品的接口。
缺点:每次增加一个产品时,都需要增加一个具体类和对象实现工厂,使得系统中类的个数成倍增加,在一定程度上增加了系统的复杂度,同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。
使用场景: 1、日志记录器:记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等,用户可以选择记录日志到什么地方。 2、数据库访问,当用户不知道最后系统采用哪一类数据库,以及数据库可能有变化时。 3、设计一个连接服务器的框架,需要三个协议,"POP3"、"IMAP"、"HTTP",可以把这三个作为产品类,共同实现一个接口。
注意事项:作为一种创建类模式,在任何需要生成复杂对象的地方,都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式,而简单对象,特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象,无需使用工厂模式。如果使用工厂模式,就需要引入一个工厂类,会增加系统的复杂度。
工厂模式包含以下几个核心角色:
- 抽象产品(Abstract Product):定义了产品的共同接口或抽象类。它可以是具体产品类的父类或接口,规定了产品对象的共同方法。
- 具体产品(Concrete Product):实现了抽象产品接口,定义了具体产品的特定行为和属性。
- 抽象工厂(Abstract Factory):声明了创建产品的抽象方法,可以是接口或抽象类。它可以有多个方法用于创建不同类型的产品。
- 具体工厂(Concrete Factory):实现了抽象工厂接口,负责实际创建具体产品的对象。
举例学习
如下的程序作用是制作身份证
在framework的包中,有一个如下的Product类,是一个抽象类,只有一个抽象方法为use,而use的实现交给Product类的子类负责。
在如下的框架framework中,定义了产品是”任意的可以use的“东西。
在framework包中的Factory类中,我们使用了Template Method模式,声明了用于”生成产品“的createProduct抽象方法,和用于”注册产品“的registerProduct抽象方法。
只要是Factory Method模式,在生成实例的时候一定会用到Template Method模式
以上的内容都是framework包的代码,后面的主要内容为”工厂的加工处理“的部分,即idcard包。
IDCardFactory类,实现了createProduct方法和registerProduct方法。
注意事项
代码的拓展
目前已经有了一个framework,还有一个idcard的“生产线”——IDCard和IDCardFactory。如果我们再生产一个新的产品,也不需要修改framework包中的任何内容,直接import framework包,就可以编写television包。
方法的实现的三种方式
在Factory中实现“createProduct”具体的实现方法有以下几种。
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指定为抽象方法
public abstract Product createProduct(){}
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为其实现默认的处理方式
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class Factory { public Product createProduct(String name){ return new Product(name); } }
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但是这种方式需要new Product了,所以Product类不能定义为抽象类
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抛出异常
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class Factory{ public Product createProduct(String name){ throw new FactoryMethodRuntimeException(); } }
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但是就必须另外编写FactoryMethodRuntimeException的类
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使用模式与开发人员的沟通
之前的templateMethod模式和现在的FactoryMethod模式,在实际的工作中,仅仅阅读单个类是很难理解这个类的行为的,所以必须通过注释等方式来进行沟通。让黑作者们了解这些抽象方法需要在子类中实现。
建议在程序注释和开发文档中记录所使用的设计模式的名称和意图。