JAVA设计模式之工厂模式—Factory Pattern
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。
参考书籍：
《HeadFirst 设计模式》
