Java設計模式:工(gōng)廠方法模式

作者:網絡 | 發布時間:2020年10月30日 | 閱讀:833

定義:定義一(yī)個用于創建對象的接口,讓子類決定實例化哪一(yī)個類,工(gōng)廠方法使一(yī)個類的實例化延遲到其子類。

類型:創建類模式

類圖:

!factory

工(gōng)廠方法模式代碼

    interface IProduct {
        public void productMethod();
    }

    class Product implements IProduct {
        public void productMethod() {
            System.out.println("産品");
        }
    }

    interface IFactory {
        public IProduct createProduct();
    }

    class Factory implements IFactory {
        public IProduct createProduct() {
            return new Product();
        }
    }

    public class Client {
        public static void main(String[] args) {
            IFactory factory = new Factory();
            IProduct prodect = factory.createProduct();
            prodect.productMethod();
        }
    }

工(gōng)廠模式:

首先需要說一(yī)下(xià)工(gōng)廠模式。工(gōng)廠模式根據抽象程度的不同分(fēn)爲三種:簡單工(gōng)廠模式(也叫靜态工(gōng)廠模式)、本文所講述的工(gōng)廠方法模式、以及抽象工(gōng)廠模式。工(gōng)廠模式是編程中(zhōng)經常用到的一(yī)種模式。它的主要優點有:

  • 可以使代碼結構清晰,有效地封裝變化。在編程中(zhōng),産品類的實例化有時候是比較複雜(zá)和多變的,通過工(gōng)廠模式,将産品的實例化封裝起來,使得調用者根本無需關心産品的實例化過程,隻需依賴工(gōng)廠即可得到自己想要的産品。

  • 對調用者屏蔽具體(tǐ)的産品類。如果使用工(gōng)廠模式,調用者隻關心産品的接口就可以了,至于具體(tǐ)的實現,調用者根本無需關心。即使變更了具體(tǐ)的實現,對調用者來說沒有任何影響。

  • 降低耦合度。産品類的實例化通常來說是很複雜(zá)的,它需要依賴很多的類,而這些類對于調用者來說根本無需知(zhī)道,如果使用了工(gōng)廠方法,我(wǒ)們需要做的僅僅是實例化好産品類,然後交給調用者使用。對調用者來說,産品所依賴的類都是透明的。

工(gōng)廠方法模式:

通過工(gōng)廠方法模式的類圖可以看到,工(gōng)廠方法模式有四個要素:

  • 工(gōng)廠接口。工(gōng)廠接口是工(gōng)廠方法模式的核心,與調用者直接交互用來提供産品。在實際編程中(zhōng),有時候也會使用一(yī)個抽象類來作爲與調用者交互的接口,其本質上是一(yī)樣的。

  • 工(gōng)廠實現。在編程中(zhōng),工(gōng)廠實現決定如何實例化産品,是實現擴展的途徑,需要有多少種産品,就需要有多少個具體(tǐ)的工(gōng)廠實現。

  • 産品接口。産品接口的主要目的是定義産品的規範,所有的産品實現都必須遵循産品接口定義的規範。産品接口是調用者最爲關心的,産品接口定義的優劣直接決定了調用者代碼的穩定性。同樣,産品接口也可以用抽象類來代替,但要注意最好不要違反裏氏替換原則。

  • 産品實現。實現産品接口的具體(tǐ)類,決定了産品在客戶端中(zhōng)的具體(tǐ)行爲。

前文提到的簡單工(gōng)廠模式跟工(gōng)廠方法模式極爲相似,區别是:簡單工(gōng)廠隻有三個要素,他沒有工(gōng)廠接口,并且得到産品的方法一(yī)般是靜态的。因爲沒有工(gōng)廠接口,所以在工(gōng)廠實現的擴展性方面稍弱,可以算所工(gōng)廠方法模式的簡化版,關于簡單工(gōng)廠模式,在此一(yī)筆帶過。

适用場景:

不管是簡單工(gōng)廠模式,工(gōng)廠方法模式還是抽象工(gōng)廠模式,他們具有類似的特性,所以他們的适用場景也是類似的。

首先,作爲一(yī)種創建類模式,在任何需要生(shēng)成複雜(zá)對象的地方,都可以使用工(gōng)廠方法模式。有一(yī)點需要注意的地方就是複雜(zá)對象适合使用工(gōng)廠模式,而簡單對象,特别是隻需要通過new就可以完成創建的對象,無需使用工(gōng)廠模式。如果使用工(gōng)廠模式,就需要引入一(yī)個工(gōng)廠類,會增加系統的複雜(zá)度。

其次,工(gōng)廠模式是一(yī)種典型的解耦模式,迪米特法則在工(gōng)廠模式中(zhōng)表現的尤爲明顯。假如調用者自己組裝産品需要增加依賴關系時,可以考慮使用工(gōng)廠模式。将會大(dà)大(dà)降低對象之間的耦合度。

再次,由于工(gōng)廠模式是依靠抽象架構的,它把實例化産品的任務交由實現類完成,擴展性比較好。也就是說,當需要系統有比較好的擴展性時,可以考慮工(gōng)廠模式,不同的産品用不同的實現工(gōng)廠來組裝。

典型應用

要說明工(gōng)廠模式的優點,可能沒有比組裝汽車(chē)更合适的例子了。場景是這樣的:汽車(chē)由發動機、輪、底盤組成,現在需要組裝一(yī)輛車(chē)交給調用者。假如不使用工(gōng)廠模式,代碼如下(xià):

    class Engine {
        public void getStyle(){
            System.out.println("這是汽車(chē)的發動機");
        }
    }
    class Underpan {
        public void getStyle(){
            System.out.println("這是汽車(chē)的底盤");
        }
    }
    class Wheel {
        public void getStyle(){
            System.out.println("這是汽車(chē)的輪胎");
        }
    }
    public class Client {
        public static void main(String[] args) {
            Engine engine = new Engine();
            Underpan underpan = new Underpan();
            Wheel wheel = new Wheel();
            ICar car = new Car(underpan, wheel, engine);
            car.show();
        }
    }

可以看到,調用者爲了組裝汽車(chē)還需要另外(wài)實例化發動機、底盤和輪胎,而這些汽車(chē)的組件是與調用者無關的,嚴重違反了迪米特法則,耦合度太高。并且非常不利于擴展。另外(wài),本例中(zhōng)發動機、底盤和輪胎還是比較具體(tǐ)的,在實際應用中(zhōng),可能這些産品的組件也都是抽象的,調用者根本不知(zhī)道怎樣組裝産品。假如使用工(gōng)廠方法的話(huà),整個架構就顯得清晰了許多。

    interface IFactory {
        public ICar createCar();
    }
    class Factory implements IFactory {
        public ICar createCar() {
            Engine engine = new Engine();
            Underpan underpan = new Underpan();
            Wheel wheel = new Wheel();
            ICar car = new Car(underpan, wheel, engine);
            return car;
        }
    }
    public class Client {
        public static void main(String[] args) {
            IFactory factory = new Factory();
            ICar car = factory.createCar();
            car.show();
        }
    }

使用工(gōng)廠方法後,調用端的耦合度大(dà)大(dà)降低了。并且對于工(gōng)廠來說,是可以擴展的,以後如果想組裝其他的汽車(chē),隻需要再增加一(yī)個工(gōng)廠類的實現就可以。無論是靈活性還是穩定性都得到了極大(dà)的提高。


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