【设计模式】工厂模式

简介: 设计模式工厂模式工厂模式就是专门负责将大量有共同接口的类实例化,而且不必事先知道每次是要实例化哪一个类的模式。它定义一个用于创建对象的接口,由子类决定实例化哪一个类。
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设计模式

工厂模式

工厂模式就是专门负责将大量有共同接口的类实例化,而且不必事先知道每次是要实例化哪一个类的模式。它定义一个用于创建对象的接口,由子类决定实例化哪一个类。工厂模式相当于创建实例对象的new,经常要根据类Class生成实例对象,如A a=new A() 工厂模式也是用来创建实例对象的。

UML类图

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工厂方法模式
  1. 抽象产品类(AbstractProduct):类中定义抽象一些方法,在子类中具体实现。
  2. 具体产品类(ProductX):实现基类中的抽象方法(多个不同的具体产品,X=1,2,3..)。
  3. 抽象工厂类或接口(AbstractFactory):定义具体工厂的公共接口。
  4. 具体工厂类(FactoryX):定义创建对应具体产品实例的方法。(每个工厂对应一种具体产品,X=1,2,3...)。

案例分析

既然是工厂,当然是要生产产品。那我们来造什么好呢?,,嗯,,,造小孩?NO,NO,NO!我们还是来造英雄吧。

场景:玩《英雄联盟》(5v5 moba端游)新开一局游戏,游戏开始每个玩家需要选一个信赖的英雄。选好后,英雄会很兴奋,说一句专属的台词。那么程序上是new出该英雄的对象,执行该对象的say()方法。

常规写法:

建立英雄类:

public abstract class Hero {
    protected String name;

    public abstract void say();

}

寒冰射手-艾希类(继承Hero类):

public class Ashe extends Hero {

    // 简化构造方法,只弄个名字。
    public Ashe() {
        this.name = "寒冰射手-艾希";
    }

    // 艾希台词
    // 艾希台词
    @Override
    public void say() {
        System.out.println(name + ":" + "世间万物皆系于一箭之上。");
    }
}

类似的写了亚索类,光辉类,盖伦类,剑圣类(全部英雄的话,还有好多)。再写个枚举(可以不需要,仅仅拿来当对应标识使用)。

public enum Who {
    Ashe,
    Garen,
    Yi,
    Lux,
    Yasuo
}

然后客户端调用:(菜鸟写法)

import java.util.Scanner;

public class Client1 {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner can = new Scanner(System.in);
        String name = can.next();
        can.close();
        switch (Who.valueOf(name)) {
        case Ashe:
            // 艾希
            Ashe ashe = new Ashe();
            ashe.say();
            break;
        case Yasuo:
            // 亚索
            Yasuo yasuo = new Yasuo();
            yasuo.say();
            break;
        case Garen:
            // 德玛
            Garen garen = new Garen();
            garen.say();
            break;
        case Lux:
            // 光辉
            Lux lux = new Lux();
            lux.say();
            break;
        case Yi:
            // 剑圣
            Yi yi = new Yi();
            yi.say();
            break;
        }
    }

}
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艾希

客户端调用:(好学生写法,父类的子类引用

public class Client2 {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner can = new Scanner(System.in);
        String name = can.next();
        can.close();
        Hero hero = null;
        switch (Who.valueOf(name)) {
        case Ashe:
            // 艾希
            hero = new Ashe();
            break;
        case Yasuo:
            // 亚索
            hero = new Yasuo();
            break;
        case Garen:
            // 德玛
            hero = new Garen();
            break;
        case Lux:
            // 光辉
            hero = new Lux();
            break;
        case Yi:
            // 剑圣
            hero = new Yi();
            break;
        }
        hero.say();
    }

}

这里客户端需要知道:

  • 英雄怎么构造,怎么new出来。(事实上英雄的构造远没有这么简单。)
  • 每个英雄的方法怎么调用。(这里都是say()方法)

我们前面提到,利用工厂可以把创建对象的过程封装掉,客户端只要知道得到对象后调用其方法即可。用工厂代替new的过程。那就看看工厂方法怎么去实现吧。

工厂模式写法

先建立一个工厂类的接口:

public interface Factory {
    //创建英雄的接口
    public abstract Hero create();
}

然后建立不同英雄对应的工厂实现类。比如艾希工厂:

public class AsheFactory implements Factory {
    //实现具体的创建英雄的方法。
    public Hero create() {
        return new Ashe();
    }
}

同样的建立亚索工厂,光辉工厂,盖伦工厂,剑圣工厂等。

然后客户端调用:

public class Client3 {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner can = new Scanner(System.in);
        String name = can.next();
        can.close();
        Factory factory = null;
        switch (Who.valueOf(name)) {
        case Ashe:
            // 艾希工厂
            factory = new AsheFactory();
            break;
        case Yasuo:
            // 亚索工厂
            factory = new YasuoFactory();
            break;
        case Garen:
            // 德玛工厂
            factory = new GarenFactory();
            break;
        case Lux:
            // 光辉工厂
            factory = new LuxFactory();
            break;
        case Yi:
            // 剑圣工厂
            factory = new YiFactory();
            break;
        }
        Hero hero = factory.create();
        hero.say();
    }

}

switch中不再是英雄的创建过程,而是选择英雄工厂的过程。根据不同name选择不同的工厂,然后由工厂去实例化具体英雄对象。

新增一个英雄,就新增一个对应的工厂。需要修改的只有客户端代码。

如果不需要新增也不需要减少。我们是不是可以把工厂的选择封装起来。让多家工厂合并成一家工厂。那就是接下来要讲的简单工厂模式


简单工厂模式

简单工厂模式(Simple Factory Pattern)是类的创建模式,又叫做静态工厂方法模式。就是由一个工厂类根据传入的参量决定创建出哪一种产品类的实例。与上面工厂模式的区别就是它只需要一个工厂。

UML类图

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简单工厂模式
  1. 抽象产品类(AbstractProduct):类中定义抽象一些方法,在子类中具体实现。
  2. 具体产品类(ConcreteProduct):实现基类中的抽象方法。
  3. 工厂类(Factory):用以封装实例化对象过程,根据传入的参数决定生产不同的产品。
利用简单工厂的写法:

其他地方不变,将工厂合并成一个工厂类,并在内部写个静态方法,根据传入的参数决定创建不同的英雄对象:

public class SimpleFactory {

    public static Hero create(String name) {
        Hero hero = null;
        switch (Who.valueOf(name)) {
        case Ashe:
            // 艾希
            hero = new Ashe();
            break;
        case Yasuo:
            // 亚索
            hero = new Yasuo();
            break;
        case Garen:
            // 德玛
            hero = new Garen();
            break;
        case Lux:
            // 光辉
            hero = new Lux();
            break;
        case Yi:
            // 剑圣
            hero= new Yi();
            break;
        }

        return hero;
    }

}

客户端代码做简单修改:

public class Client4 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner can = new Scanner(System.in);
        String name = can.next();
        can.close();
        // 根据传入的名字构建不同的英雄。
        Hero hero = SimpleFactory.create(name);
        hero.say();
    }
}

客户端不需要知道对象的构建过程,只要传入参数得到不同对象。

但是简单工厂是固定的,如果增减英雄他就要修改。不符合开闭原则。这时候用前面工厂模式好,把修改转移给客户端,而不修改工厂代码。

运行结果

选个盖伦试试:


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控制台
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盖伦

不浪了,不浪了。


抽象工厂模式

请看下篇【设计模式】抽象工厂模式

附件

设计模式Demo
GitHub源码:https://github.com/wzmyyj/Design-Pattern

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