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》

相关文章
|
19天前
|
设计模式 Java 开发者
设计模式揭秘:Java世界的七大奇迹
【4月更文挑战第7天】探索Java设计模式:单例、工厂方法、抽象工厂、建造者、原型、适配器和观察者,助你构建健壮、灵活的软件系统。了解这些模式如何提升代码复用、可维护性,以及在特定场景下的应用,如资源管理、接口兼容和事件监听。掌握设计模式,但也需根据实际情况权衡,打造高效、优雅的软件解决方案。
|
20天前
|
设计模式 存储 Java
23种设计模式,享元模式的概念优缺点以及JAVA代码举例
【4月更文挑战第6天】享元模式(Flyweight Pattern)是一种结构型设计模式,旨在通过共享技术有效地支持大量细粒度对象的重用。这个模式在处理大量对象时非常有用,特别是当这些对象中的许多实例实际上可以共享相同的状态时,从而可以减少内存占用,提高程序效率
35 4
|
20天前
|
设计模式 Java 中间件
23种设计模式,适配器模式的概念优缺点以及JAVA代码举例
【4月更文挑战第6天】适配器模式(Adapter Pattern)是一种结构型设计模式,它的主要目标是让原本由于接口不匹配而不能一起工作的类可以一起工作。适配器模式主要有两种形式:类适配器和对象适配器。类适配器模式通过继承来实现适配,而对象适配器模式则通过组合来实现
30 4
|
24天前
|
设计模式 Java 数据库
Java设计模式精讲:让代码更优雅、更可维护
【4月更文挑战第2天】**设计模式是解决软件设计问题的成熟方案,分为创建型、结构型和行为型。Java中的单例模式确保类仅有一个实例,工厂方法模式让子类决定实例化哪个类。适配器模式则协调不兼容接口间的合作。观察者模式实现了一对多依赖,状态变化时自动通知相关对象。学习和适当应用设计模式能提升代码质量和可维护性,但需避免过度使用。设计模式的掌握源于实践与不断学习。**
Java设计模式精讲:让代码更优雅、更可维护
|
28天前
|
设计模式 安全 Java
在Java中即指单例设计模式
在Java中即指单例设计模式
18 0
|
19天前
|
设计模式 监控 Java
设计模式 - 观察者模式(Observer):Java中的战术与策略
【4月更文挑战第7天】观察者模式是构建可维护、可扩展系统的关键,它在Java中通过`Observable`和`Observer`实现对象间一对多的依赖关系,常用于事件处理、数据绑定和同步。该模式支持事件驱动架构、数据同步和实时系统,但需注意避免循环依赖、控制通知粒度,并关注性能和内存泄漏问题。通过明确角色、使用抽象和管理观察者注册,可最大化其效果。
|
2天前
|
设计模式 算法 Java
[设计模式Java实现附plantuml源码~行为型]定义算法的框架——模板方法模式
[设计模式Java实现附plantuml源码~行为型]定义算法的框架——模板方法模式
|
2天前
|
设计模式 JavaScript Java
[设计模式Java实现附plantuml源码~行为型] 对象状态及其转换——状态模式
[设计模式Java实现附plantuml源码~行为型] 对象状态及其转换——状态模式
|
2天前
|
设计模式 存储 JavaScript
[设计模式Java实现附plantuml源码~创建型] 多态工厂的实现——工厂方法模式
[设计模式Java实现附plantuml源码~创建型] 多态工厂的实现——工厂方法模式
|
2天前
|
设计模式 Java Go
[设计模式Java实现附plantuml源码~创建型] 集中式工厂的实现~简单工厂模式
[设计模式Java实现附plantuml源码~创建型] 集中式工厂的实现~简单工厂模式