【设计模式——学习笔记（上）】23种设计模式——工厂模式Factory（原理讲解+应用场景介绍+案例介绍+Java代码实现）-阿里云开发者社区

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;
    }
}

【设计模式——学习笔记（上）】23种设计模式——工厂模式Factory（原理讲解+应用场景介绍+案例介绍+Java代码实现）

工厂模式

需求了解

传统方式实现

实体类

订购类

客户端

分析

改进

简单工厂模式

介绍

实现

简单工厂模式

静态工厂模式（简单工厂模式的另外一种实现方式）

工厂方法模式

新需求

介绍

实现

Pizza实现

身份证创建

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