JAVA设计模式之工厂模式
1.工厂模式简介
工厂模式用于对象的创建,使得客户从具体的产品对象中被解耦。
2.工厂模式分类
这里以制造coffee的例子开始工厂模式设计之旅。
我们知道coffee只是一种泛举,在点购咖啡时需要指定具体的咖啡种类:美式咖啡、卡布奇诺、拿铁等等。
/** * * 拿铁、美式咖啡、卡布奇诺等均为咖啡家族的一种产品 * 咖啡则作为一种抽象概念 * @author Lsj * */ public abstract class Coffee { /** * 获取coffee名称 * @return */ public abstract String getName(); } /** * 美式咖啡 * @author Lsj * */ public class Americano extends Coffee { @Override public String getName() { return "美式咖啡"; } } /** * 卡布奇诺 * @author Lsj * */ public class Cappuccino extends Coffee { @Override public String getName() { return "卡布奇诺"; } } /** * 拿铁 * @author Lsj * */ public class Latte extends Coffee { @Override public String getName() { return "拿铁"; } }
2.1 简单工厂
简单工厂实际不能算作一种设计模式,它引入了创建者的概念,将实例化的代码从应用代码中抽离,在创建者类的静态方法中只处理创建对象的细节,后续创建的实例如需改变,只需改造创建者类即可,
但由于使用静态方法来获取对象,使其不能在运行期间通过不同方式去动态改变创建行为,因此存在一定局限性。
/** * 简单工厂--用于创建不同类型的咖啡实例 * @author Lsj * */ public class SimpleFactory { /** * 通过类型获取Coffee实例对象 * @param type 咖啡类型 * @return */ public static Coffee createInstance(String type){ if("americano".equals(type)){ return new Americano(); }else if("cappuccino".equals(type)){ return new Cappuccino(); }else if("latte".equals(type)){ return new Latte(); }else{ throw new RuntimeException("type["+type+"]类型不可识别,没有匹配到可实例化的对象!"); } } public static void main(String[] args) { Coffee latte = SimpleFactory.createInstance("latte"); System.out.println("创建的咖啡实例为:" + latte.getName()); Coffee cappuccino = SimpleFactory.createInstance("cappuccino"); System.out.println("创建的咖啡实例为:" + cappuccino.getName()); } }
2.2 工厂方法模式
定义了一个创建对象的接口,但由子类决定要实例化的类是哪一个,工厂方法让类把实例化推迟到了子类。
场景延伸:不同地区咖啡工厂受制于环境、原料等因素的影响,制造出的咖啡种类有限。中国咖啡工厂仅能制造卡布奇诺、拿铁,而美国咖啡工厂仅能制造美式咖啡、拿铁。
/** * 定义一个抽象的咖啡工厂 * @author Lsj */ public abstract class CoffeeFactory { /** * 生产可制造的咖啡 * @return */ public abstract Coffee[] createCoffee(); } /** * 中国咖啡工厂 * @author Lsj * */ public class ChinaCoffeeFactory extends CoffeeFactory { @Override public Coffee[] createCoffee() { // TODO Auto-generated method stub return new Coffee[]{new Cappuccino(), new Latte()}; } } /** * 美国咖啡工厂 * @author Lsj * */ public class AmericaCoffeeFactory extends CoffeeFactory { @Override public Coffee[] createCoffee() { // TODO Auto-generated method stub return new Coffee[]{new Americano(), new Latte()}; } } /** * 工厂方法测试 * @author Lsj * */ public class FactoryMethodTest { static void print(Coffee[] c){ for (Coffee coffee : c) { System.out.println(coffee.getName()); } } public static void main(String[] args) { CoffeeFactory chinaCoffeeFactory = new ChinaCoffeeFactory(); Coffee[] chinaCoffees = chinaCoffeeFactory.createCoffee(); System.out.println("中国咖啡工厂可以生产的咖啡有:"); print(chinaCoffees); CoffeeFactory americaCoffeeFactory = new AmericaCoffeeFactory(); Coffee[] americaCoffees = americaCoffeeFactory.createCoffee(); System.out.println("美国咖啡工厂可以生产的咖啡有:"); print(americaCoffees); } }
2.3 抽象工厂
提供一个接口,用于创建相关或依赖对象的家族,而不需要明确指定具体类。
在上述的场景上继续延伸:咖啡工厂做大做强,引入了新的饮品种类:茶、 碳酸饮料。中国工厂只能制造咖啡和茶,美国工厂只能制造咖啡和碳酸饮料。
如果用上述工厂方法方式,除去对应的产品实体类还需要新增2个抽象工厂(茶制造工厂、碳酸饮料制造工厂),4个具体工厂实现。随着产品的增多,会导致类爆炸。
所以这里引出一个概念产品家族,在此例子中,不同的饮品就组成我们的饮品家族, 饮品家族开始承担创建者的责任,负责制造不同的产品。
/** * 抽象的饮料产品家族制造工厂 * @author Lsj * */ public interface AbstractDrinksFactory { /** * 制造咖啡 * @return */ Coffee createCoffee(); /** * 制造茶 * @return */ Tea createTea(); /** * 制造碳酸饮料 * @return */ Sodas createSodas(); } /** * 中国饮品工厂 * 制造咖啡与茶 * @author Lsj * */ public class ChinaDrinksFactory implements AbstractDrinksFactory { @Override public Coffee createCoffee() { // TODO Auto-generated method stub return new Latte(); } @Override public Tea createTea() { // TODO Auto-generated method stub return new MilkTea(); } @Override public Sodas createSodas() { // TODO Auto-generated method stub return null; } } /** * 美国饮品制造工厂 * 制造咖啡和碳酸饮料 * @author Lsj * */ public class AmericaDrinksFactory implements AbstractDrinksFactory { @Override public Coffee createCoffee() { // TODO Auto-generated method stub return new Latte(); } @Override public Tea createTea() { // TODO Auto-generated method stub return null; } @Override public Sodas createSodas() { // TODO Auto-generated method stub return new CocaCola(); } } /** * 抽象工厂测试类 * @author Lsj * */ public class AbstractFactoryTest { static void print(Drink drink){ if(drink == null){ System.out.println("产品:--" ); }else{ System.out.println("产品:" + drink.getName()); } } public static void main(String[] args) { AbstractDrinksFactory chinaDrinksFactory = new ChinaDrinksFactory(); Coffee coffee = chinaDrinksFactory.createCoffee(); Tea tea = chinaDrinksFactory.createTea(); Sodas sodas = chinaDrinksFactory.createSodas(); System.out.println("中国饮品工厂有如下产品:"); print(coffee); print(tea); print(sodas); AbstractDrinksFactory americaDrinksFactory = new AmericaDrinksFactory(); coffee = americaDrinksFactory.createCoffee(); tea = americaDrinksFactory.createTea(); sodas = americaDrinksFactory.createSodas(); System.out.println("美国饮品工厂有如下产品:"); print(coffee); print(tea); print(sodas); } }
3.总结
简单工厂:不能算是真正意义上的设计模式,但可以将客户程序从具体类解耦。
工厂方法:使用继承,把对象的创建委托给子类,由子类来实现创建方法,可以看作是抽象工厂模式中只有单一产品的情况。
抽象工厂:使对象的创建被实现在工厂接口所暴露出来的方法中。
工厂模式可以帮助我们针对抽象/接口编程,而不是针对具体类编程,在不同的场景下按具体情况来使用。