工厂模式
需求了解
看一个披萨的项目:要便于披萨种类的扩展,要便于维护
- 披萨的种类很多(比如 GreekPizz、CheesePizz 等)
- 披萨的制作有 prepare(准备材料),bake(烘焙),cut(切割),box(打包)
- 完成披萨店订购功能
传统方式实现
实体类
package com.atguigu.factory.tradition.pizza; /** * 将Pizza 类做成抽象 */ public abstract class Pizza { /** * 名字 */ protected String name; /** * 准备原材料, 不同的披萨不一样,因此,我们做成抽象方法 */ public abstract void prepare(); public void bake() { System.out.println(name + " baking;"); } public void cut() { System.out.println(name + " cutting;"); } //打包 public void box() { System.out.println(name + " boxing;"); } public void setName(String name) { this.name = name; } }
package com.atguigu.factory.tradition.pizza; public class CheesePizza extends Pizza { @Override public void prepare() { // TODO Auto-generated method stub System.out.println(" 准备CheesePizza "); } }
package com.atguigu.factory.tradition.pizza; public class GreekPizza extends Pizza { @Override public void prepare() { // TODO Auto-generated method stub System.out.println("准备GreekPizza"); } }
package com.atguigu.factory.tradition.pizza; public class PepperPizza extends Pizza { @Override public void prepare() { // TODO Auto-generated method stub System.out.println("准备PepperPizza"); } }
package com.atguigu.factory.tradition.pizza; public class PepperPizza extends Pizza { @Override public void prepare() { // TODO Auto-generated method stub System.out.println("准备PepperPizza"); } }
订购类
pac
package com.atguigu.factory.tradition.order; import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; import com.atguigu.factory.tradition.pizza.CheesePizza; import com.atguigu.factory.tradition.pizza.GreekPizza; import com.atguigu.factory.tradition.pizza.PepperPizza; import com.atguigu.factory.tradition.pizza.Pizza; public class OrderPizza { public OrderPizza() { Pizza pizza = null; String orderType; // 订购披萨的类型 do { orderType = getType(); if (orderType.equals("greek")) { pizza = new GreekPizza(); pizza.setName(" greek pizza "); } else if (orderType.equals("cheese")) { pizza = new CheesePizza(); pizza.setName(" cheese pizza "); } else if (orderType.equals("pepper")) { pizza = new PepperPizza(); pizza.setName(" pepper pizza "); } else { break; } //输出pizza 制作过程 pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box(); } while (true); } /** * 写一个方法,可以获取客户希望订购的披萨种类 * @return */ private String getType() { try { BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); System.out.println("input pizza type:"); String str = strin.readLine(); return str; } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); return ""; } } }
客户端
package com.atguigu.factory.tradition.order; //相当于一个客户端,发出订购 public class PizzaStore { public static void main(String[] args) { new OrderPizza(); } }
分析
- 优点是比较好理解,简单易操作
- 缺点是违反了设计模式的ocp原则,即对扩展开放,对修改关闭。即当我们给类增加新功能的时候,尽量不修改代码,或者尽可能少修改代码
- 比如我们这时要新增加一个Pizza的种类(Cheese披萨),我们需要做如下修改
改进
- 修改代码可以接受,但是如果我们在其它的地方也有创建Pizza的代码,就意味着,也需要修改,而创建pizza的代码,往往有多处
- 把创建Pizza对象封装到一个类中,这样我们有新的Pizza种类时,只需要修改该类就可,其它有创建Pizza对象的代码就不需要修改了(简单工厂模式)
简单工厂模式
介绍
- 简单工厂模式是属于
创建型模式
,是工厂模式的一种。简单工厂模式是由个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用
的模式 - 简单工厂模式:定义了一个创建对象的类,由这个类来封装实例化对象的行为(代码)
- 在软件开发中,当我们会
用到大量的创建某种、某类或者某批对象时
,就会使用到工厂模式
实现
简单工厂模式
【工厂类】
package com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.order; import com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.pizza.CheesePizza; import com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.pizza.GreekPizza; import com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.pizza.PepperPizza; import com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza; //简单工厂类 public class SimpleFactory { /** * 根据orderType 返回对应的Pizza 对象 * * @param orderType * @return */ public Pizza createPizza(String orderType) { Pizza pizza = null; System.out.println("使用简单工厂模式"); if (orderType.equals("greek")) { pizza = new GreekPizza(); pizza.setName(" 希腊披萨 "); } else if (orderType.equals("cheese")) { pizza = new CheesePizza(); pizza.setName(" 奶酪披萨 "); } else if (orderType.equals("pepper")) { pizza = new PepperPizza(); pizza.setName("胡椒披萨"); } return pizza; } }
【订购类】
package com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.order; import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; import com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza; public class OrderPizza { /** * 定义一个简单工厂对象,这里使用的是聚合关系,如果想换成组合关系的话,直接new就行 */ SimpleFactory simpleFactory; Pizza pizza = null; //构造器 public OrderPizza(SimpleFactory simpleFactory) { setFactory(simpleFactory); } public void setFactory(SimpleFactory simpleFactory) { //用户需要预定什么pizza,用户输入 String orderType = ""; //设置简单工厂对象 this.simpleFactory = simpleFactory; do { orderType = getType(); pizza = this.simpleFactory.createPizza(orderType); //输出pizza if (pizza != null) { //--if--订购成功 pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box(); } else { System.out.println(" 订购披萨失败 "); break; } } while (true); } /** * 写一个方法,可以获取客户希望订购的披萨种类 * * @return */ private String getType() { try { BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); System.out.println("input pizza type:"); String str = strin.readLine(); return str; } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); return ""; } } }
【主类】
package com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.order; //相当于一个客户端,发出订购 public class PizzaStore { public static void main(String[] args) { //使用简单工厂模式 new OrderPizza(new SimpleFactory()); System.out.println("~~退出程序~~"); } }
【运行】
input pizza type: greek 使用简单工厂模式 给希腊披萨 准备原材料 希腊披萨 baking; 希腊披萨 cutting; 希腊披萨 boxing; input pizza type: cheese 使用简单工厂模式 给制作奶酪披萨 准备原材料 奶酪披萨 baking; 奶酪披萨 cutting; 奶酪披萨 boxing; input pizza type:
静态工厂模式(简单工厂模式的另外一种实现方式)
【工厂类】
package com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.order; import com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.pizza.CheesePizza; import com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.pizza.GreekPizza; import com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.pizza.PepperPizza; import com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza; //简单工厂类 public class SimpleFactory { /** * 简单工厂模式 也叫 静态工厂模式(使用静态方法) * @param orderType * @return */ public static Pizza createPizza2(String orderType) { Pizza pizza = null; System.out.println("使用简单工厂模式2"); if (orderType.equals("greek")) { pizza = new GreekPizza(); pizza.setName(" 希腊披萨 "); } else if (orderType.equals("cheese")) { pizza = new CheesePizza(); pizza.setName(" 奶酪披萨 "); } else if (orderType.equals("pepper")) { pizza = new PepperPizza(); pizza.setName("胡椒披萨"); } return pizza; } }
【订购类】
package com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.order; import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; import com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza; public class OrderPizza2 { Pizza pizza = null; String orderType = ""; public OrderPizza2() { do { orderType = getType(); //调用静态方法,类.方法名 pizza = SimpleFactory.createPizza2(orderType); if (pizza != null) { //--if-- 订购成功 pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box(); } else { System.out.println(" 订购披萨失败 "); break; } } while (true); } /** * 写一个方法,可以获取客户希望订购的披萨种类 * * @return */ private String getType() { try { BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); System.out.println("input pizza 种类:"); String str = strin.readLine(); return str; } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); return ""; } } }
【主类】
package com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.order; //相当于一个客户端,发出订购 public class PizzaStore { public static void main(String[] args) { new OrderPizza2(); } }
工厂方法模式
新需求
披萨项目新的需求:客户在点披萨时,可以点不同口味的披萨,比如 北京的奶酪pizza、北京的胡椒pizza、或者是伦敦的奶略pizza、伦敦的胡椒pizza。(即不只是有Pizza种类的区别,还有地点的区别)
【思路一】
使用简单工厂模式,创建不同的简单工厂类,比如BJPizzaSimpleFactory、LDPizzaSimpleFactory 等等,从当前这个案例来说,也是可以的,但是考虑到项目的规模,以及软件的可维护性、可扩展性并不是特别好(需要创建一堆类,不好管理)
【思路二】
使用工厂方法模式
介绍
- 工厂方法模式设计方案:将披萨项目的实例化功能抽象成抽象方法,在不同的口味点餐子类中具体实现。
- 工厂方法模式:定义了一个创建对象的抽象方法,由子类决定要实例化的类。工厂方法模式将对象的实例化推迟到子类
实现
Pizza实现
【实体类】
package com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza; //将Pizza 类做成抽象 public abstract class Pizza { protected String name; //名字 //准备原材料, 不同的披萨不一样,因此,我们做成抽象方法 public abstract void prepare(); public void bake() { System.out.println(name + " baking;"); } public void cut() { System.out.println(name + " cutting;"); } //打包 public void box() { System.out.println(name + " boxing;"); } public void setName(String name) { this.name = name; } }
package com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza; public class BJCheesePizza extends Pizza { @Override public void prepare() { setName("北京的奶酪pizza"); System.out.println(" 北京的奶酪pizza 准备原材料"); } }
package com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza; public class BJPepperPizza extends Pizza { @Override public void prepare() { setName("北京的胡椒pizza"); System.out.println(" 北京的胡椒pizza 准备原材料"); } }
package com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza; public class LDCheesePizza extends Pizza{ @Override public void prepare() { // TODO Auto-generated method stub setName("伦敦的奶酪pizza"); System.out.println(" 伦敦的奶酪pizza 准备原材料"); } }
package com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza; public class LDPepperPizza extends Pizza{ @Override public void prepare() { // TODO Auto-generated method stub setName("伦敦的胡椒pizza"); System.out.println(" 伦敦的胡椒pizza 准备原材料"); } }
【工厂类】
package com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.order; import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; import com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza.Pizza; /** * 抽象类 */ public abstract class OrderPizza { /** * 定义一个抽象方法,createPizza , 让各个工厂子类自己实现 * @param orderType * @return */ abstract Pizza createPizza(String orderType); /** * 构造器 */ public OrderPizza() { Pizza pizza = null; // 订购披萨的类型 String orderType; do { orderType = getType(); //直接调用抽象方法,由工厂子类完成 pizza = createPizza(orderType); //输出pizza 制作过程 pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box(); } while (true); } /** * 写一个方法,可以获取客户希望订购的披萨种类 * @return */ private String getType() { try { BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); System.out.println("input pizza 种类:"); String str = strin.readLine(); return str; } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); return ""; } } }
package com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.order; import com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza.BJCheesePizza; import com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza.BJPepperPizza; import com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza.LDCheesePizza; import com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza.LDPepperPizza; import com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza.Pizza; /** * 工厂子类:伦敦工厂 */ public class LDOrderPizza extends OrderPizza { @Override Pizza createPizza(String orderType) { Pizza pizza = null; if(orderType.equals("cheese")) { pizza = new LDCheesePizza(); } else if (orderType.equals("pepper")) { pizza = new LDPepperPizza(); } return pizza; } }
package com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.order; import com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza.BJCheesePizza; import com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza.BJPepperPizza; import com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza.Pizza; /** * 工厂子类:北京工厂 */ public class BJOrderPizza extends OrderPizza { @Override Pizza createPizza(String orderType) { Pizza pizza = null; if (orderType.equals("cheese")) { pizza = new BJCheesePizza(); } else if (orderType.equals("pepper")) { pizza = new BJPepperPizza(); } return pizza; } }
package com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.order; import com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza.BJCheesePizza; import com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza.BJPepperPizza; import com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza.Pizza; /** * 工厂子类:北京工厂 */ public class BJOrderPizza extends OrderPizza { @Override Pizza createPizza(String orderType) { Pizza pizza = null; if (orderType.equals("cheese")) { pizza = new BJCheesePizza(); } else if (orderType.equals("pepper")) { pizza = new BJPepperPizza(); } return pizza; } }
【主类】
package com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.order; public class PizzaStore { public static void main(String[] args) { String loc = "bj"; if (loc.equals("bj")) { //创建北京口味的各种Pizza new BJOrderPizza(); } else { //创建伦敦口味的各种Pizza new LDOrderPizza(); } // TODO Auto-generated method stub } }
【运行】
input pizza 种类: cheese 北京的奶酪pizza 准备原材料 北京的奶酪pizza baking; 北京的奶酪pizza cutting; 北京的奶酪pizza boxing; input pizza 种类: pepper 北京的胡椒pizza 准备原材料 北京的胡椒pizza baking; 北京的胡椒pizza cutting; 北京的胡椒pizza boxing; input pizza 种类:
身份证创建
【需求】
输入人的姓名,创建身份证,并提供使用功能
【框架代码】
package com.atguigu.factory.factorymethod.Sample.framework; public abstract class Product { public abstract void use(); }
package com.atguigu.factory.factorymethod.Sample.framework; public abstract class Factory { public abstract Product createProduct(String owner); }
【子类代码】
package com.atguigu.factory.factorymethod.Sample.idcard; import com.atguigu.factory.factorymethod.Sample.framework.Product; public class IDCard extends Product { private String owner; IDCard(String owner) { System.out.println("制作" + owner + "的ID卡。"); this.owner = owner; } public void use() { System.out.println("使用" + owner + "的ID卡。"); } public String getOwner() { return owner; } }
package com.atguigu.factory.factorymethod.Sample.idcard; import com.atguigu.factory.factorymethod.Sample.framework.*; public class IDCardFactory extends Factory { public Product createProduct(String owner) { return new IDCard(owner); } }
【主类】 p
【运行】
制作小明的ID卡。 制作小红的ID卡。 制作小刚的ID卡。 使用小明的ID卡。 使用小红的ID卡。 使用小刚的ID卡。
【类图】
【登场角色】
- Product(产品)
- Creator(创建者):负责生成 Product角色的抽象类,Creator角色对于实际负责生成实例的ConcreteCreator角色一无所知它唯一知道的就是,只要调用生成实例的方法(如上图4的factoryMethod方法)就可以生成Product的实例
- ConcreteProduct(具体的产品):决定具体的产品是什么,有什么用途
- ConcreteCreator(具体的创建者):生成具体的产品
【分析】
现在是生成身份证,如果要生成其他产品,只需要修改ConcreteProduct和ConcreteCreator即可,框架不用改变
【衍生问题】
package com.atguigu.factory.factorymethod.A2.idcard; import com.atguigu.factory.factorymethod.A2.framework.Product; public class IDCard extends Product { private String owner; private int serial; IDCard(String owner, int serial) { System.out.println("制作" + owner + "(" + serial + ")" + "的ID卡。"); this.owner = owner; this.serial = serial; } public void use() { System.out.println("使用" + owner + "(" + serial + ")" + "的ID卡。"); } public int getSerial() { return serial; } }
package com.atguigu.factory.factorymethod.A2.idcard; import com.atguigu.factory.factorymethod.A2.framework.*; import java.util.HashMap; public class IDCardFactory extends Factory { private HashMap database = new HashMap(); private int serial = 100; protected synchronized Product createProduct(String owner) { return new IDCard(owner, serial++); } public HashMap getDatabase() { return database; } }