JAVA设计模式之工厂模式(三种工厂模式)

简介:

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》

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