设计模式(2)---->工厂方法模式
工厂方法模式
一、定义
Define an interface for creating an object, but letsubclasses decide which class to instantiate. Factory Method lets a class deferinstantiation to subclasses。
定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。
二、参与者
1.Product
定义工厂方法所创建的对象的接口。
2.ConcreteProduct
实现Product接口。
3.Creator
声明工厂方法，定义一个工厂方法的缺省实现，该方法返回一个ConcreteProduct类型的对象
4.ConcreteCreator
重定义工厂方法以返回一个ConcreteProduct
三、女娲造人例子
1. Product 此处指人类Human
2. ConcreteProduct 此处指的 黑色人种、黄色人种、白色人种
3. Creator 此处指抽象人类创建工厂AbstractHumanFactory
4. ConcreteCreator 此处指BlackHumanFactory、WhiteHumanFactory、YelloHumanFactory
Human接口是人类的总称
public interface Human {
//每个人种的皮肤都有相应的颜色
public void getColor();
//人类会说话
public void talk();
}
其三个实现类分别为三类人种
黑种人
public class BlackHuman implements Human {
public void getColor() {
System.out.println("黑色人种的皮肤颜色是黑色的！");
}
public void talk() {
System.out.println("黑人会说话，一般人听不懂。");
}
}
白种人
public class WhiteHuman implements Human {
public void getColor() {
System.out.println("白色人种的皮肤颜色是白色的！");
}
public void talk() {
System.out.println("白色人种会说话，一般都是但是单字节。");
}
}
黄种人
public class YellowHuman implements Human {
public void getColor() {
System.out.println("黄色人种的皮肤颜色是黄色的！");
}
public void talk() {
System.out.println("黄色人种会说话，一般说的都是双字节。");
}
}
AbstractHumanFactory是一个抽象类，定义了一个八卦炉都具有的整体功能
public abstract class AbstractHumanFactory {
public abstract Human createHuman();
}
HumanFactory为实现类，完成具体的任务：创建人类
黑种人生产工厂
public class BlackHumanFactory extends AbstractHumanFactory {
public Human createHuman() {
return new BlackHuman();
}
}
白种人生产工厂
public class WhiteHumanFactory extends AbstractHumanFactory {
public Human createHuman() {
return new WhiteHuman();
}
}
黄种人生产工厂
public class YellowHumanFactory extends AbstractHumanFactory {
public Human createHuman() {
return new YellowHuman();
}
}
NvWa类是一个场景类，负责模拟这个场景，执行相关的任务。
public class NvWa {
public static void main(String[] args) {
// 女娲第一次造人，火候不足，缺陷产品
System.out.println("--造出的第一批人是白色人种--");
Human whiteHuman = (new WhiteHumanFactory()).createHuman();
whiteHuman.getColor();
whiteHuman.talk();
// 女娲第二次造人，火候过足，又是次品，
System.out.println("\n--造出的第二批人是黑色人种--");
Human blackHuman = (new BlackHumanFactory()).createHuman();
blackHuman.getColor();
blackHuman.talk();
// 第三次造人，火候正正好，优品！黄色人种
System.out.println("\n--造出的第三批人是黄色人种--");
Human yellowHuman = (new YellowHumanFactory()).createHuman();
yellowHuman.getColor();
yellowHuman.talk();
}
}
四、工厂方法模式的优点
首先，良好的封装性，代码结构清晰。一个对象创建是有条件约束的，如一个调用者需要一个具体的产品对象，只要知道这个产品的类名（或约束字符串）就可以了，不用知道创建对象的艰辛过程，减少模块间的耦合。
其次，工厂方法模式的扩展性非常优秀。在增加产品类的情况下，只要适当地修改具体的工厂类或扩展一个工厂类，就可以完成“拥抱变化”。例如在我们的例子中，需要增加一个棕色人种，则只需要增加一个BrownHuman类，工厂类不用任何修改就可完成系统扩展。
再次，屏蔽产品类。这一特点非常重要，产品类的实现如何变化，调用者都不需要关心，它只需要关心产品的接口，只要接口保持不表，系统中的上层模块就不要发生变化，因为产品类的实例化工作是由工厂类负责，一个产品对象具体由哪一个产品生成是由工厂类决定的。在数据库开发中，大家应该能够深刻体会到工厂方法模式的好处：如果使用JDBC连接数据库，数据库从MySql切换到Oracle，需要改动地方就是切换一下驱动名称（前提条件是SQL语句是标准语句），其他的都不需要修改，这是工厂方法模式灵活性的一个直接案例。
最后，工厂方法模式是典型的解耦框架。高层模块值需要知道产品的抽象类，其他的实现类都不用关心，符合迪米特原则，我不需要的就不要去交流；也符合依赖倒转原则，只依赖产品类的抽象；当然也符合里氏替换原则，使用产品子类替换产品父类，没问题！
五、工厂方法模式的使用场景
工厂方法经常用在以下两种情况中:
第一种情况是对于某个产品，调用者清楚地知道应该使用哪个具体工厂服务，实例化该具体工厂，生产出具体的产品来。
第二种情况，只是需要一种产品，而不想知道也不需要知道究竟是哪个工厂为生产的，即最终选用哪个具体工厂的决定权在生产者一方，它们根据当前系统的情况来实例化一个具体的工厂返回给使用者，而这个决策过程这对于使用者来说是透明的。
首先，工厂方法模式是new一个对象的替代品，所以在所有需要生成对象的地方都可以使用，但是需要慎重地考虑是否要增加一个工厂类进行管理，增加代码的复杂度。
其次，需要灵活的、可扩展的框架时，可以考虑采用工厂方法模式。万物皆对象，那万物也就皆产品类，例如需要设计一个连接邮件服务器的框架，有三种网络协议可供选择：POP3、IMAP、HTTP，我们就可以把这三种连接方法作为产品类，定义一个接口如IConnectMail，然后定义对邮件的操作方法，三个具体的产品类（也就是连接方式）进行不同的实现，再定义一个工厂方法，按照不同的传入条件，选择不同的连接方式。如此设计，可以做到完美的扩展，如某些邮件服务器提供了WebService接口，很好，我们只要增加一个产品类就可以了。
六、运用反射机制减少具体工厂类
按理说一个具体产品类对应一个具体的工厂类，此处用了反射机制，所以只有一个具体工厂类。
抽象工厂类
public abstract class AbstractHumanFactory {
public abstract Human createHuman(Class<? extends Human> c);
}
具体工厂类
public class HumanFactory extends AbstractHumanFactory {
public Human createHuman(Class<? extends Human> c) {
// 定义一个生产的人种
Human human = null;
try {
// 产生一个人种
human = (Human) Class.forName(c.getName()).newInstance();
} catch (Exception e) {
System.out.println("人种生成错误！");
}
return human;
}
}
女娲类
public class NvWa {
public static void main(String[] args) {
//声明阴阳八卦炉
AbstractHumanFactory YinYangLu = new HumanFactory();
//女娲第一次造人，火候不足，缺陷产品
System.out.println("--造出的第一批人是白色人种--");
Human whiteHuman = YinYangLu.createHuman(WhiteHuman.class);
whiteHuman.getColor();
whiteHuman.talk();
//女娲第二次造人，火候过足，又是次品，
System.out.println("\n--造出的第二批人是黑色人种--");
Human blackHuman = YinYangLu.createHuman(BlackHuman.class);
blackHuman.getColor();
blackHuman.talk();
//第三次造人，火候刚刚好，优品！黄色人种
System.out.println("\n--造出的第三批人是黄色人种--");
Human yellowHuman = YinYangLu.createHuman(YellowHuman.class);
yellowHuman.getColor();
yellowHuman.talk();
}
}
七、简单工厂模式
我们在类图中去掉了AbstractHumanFactory抽象类，同时把createHuman方法设置为静态类型，简化了类的创建过程，变更的源码仅仅是HumanFactory和NvWa类.
HumanFactory
public class HumanFactory {
public static Human createHuman(Class<? extends Human> c) {
//定义一个生产出的人种
Human human = null;
try {
//产生一个人种
human = (Human) Class.forName(c.getName()).newInstance();
} catch (Exception e) {
System.out.println("人种生成错误！");
}
return human;
}
}
女娲类
public class NvWa {
public static void main(String[] args) {
//女娲第一次造人，火候不足，缺陷产品
System.out.println("--造出的第一批人是白色人种--");
Human whiteHuman = HumanFactory.createHuman(WhiteHuman.class);
whiteHuman.getColor();
whiteHuman.talk();
//女娲第二次造人，火候过足，又是次品，
System.out.println("\n--造出的第二批人是黑色人种--");
Human blackHuman = HumanFactory.createHuman(BlackHuman.class);
blackHuman.getColor();
blackHuman.talk();
//第三次造人，火候正正好，优品！黄色人种
System.out.println("\n--造出的第三批人是黄色人种--");
Human yellowHuman = HumanFactory.createHuman(YellowHuman.class);
yellowHuman.getColor();
yellowHuman.talk();
}
}
八、更多例子
product
public interface Work {
void doWork();
}
ConcreteProduct1
public class StudentWork implements Work {
public void doWork() {
System.out.println("学生做作业!");
}
}
ConcreteProduct2
public class TeacherWork implements Work {
public void doWork() {
System.out.println("老师审批作业!");
}
}
Creator
public interface IWorkFactory {
Work getWork();
}
ConcreteCreator1
public class StudentWorkFactory implements IWorkFactory {
public Work getWork() {
return new StudentWork();
}
}
ConcreteCreator2
public class TeacherWorkFactory implements IWorkFactory {
public Work getWork() {
return new TeacherWork();
}
}
Client
public class Client {
public static void main(String[] args) {
IWorkFactory studentWorkFactory = new StudentWorkFactory();
studentWorkFactory.getWork().doWork();
IWorkFactory teacherWorkFactory = new TeacherWorkFactory();
teacherWorkFactory.getWork().doWork();
}
}
result
学生做作业!
老师审批作业!
参考：原文地址
