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23 种设计模式之工厂模式

设计模式的分类

总体来说设计模式分为三大类:

创建型模式,共五种:工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。

结构型模式,共七种:适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

行为型模式,共十一种:策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

 

A、创建模式(5种)

工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。

1 工厂模式

1.1 简单工厂模式

定义: 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。

举例: (我们举一个pizza工厂的例子)

pizza工厂一共生产三种类型的pizza:chesse,pepper,greak。通过工厂类(SimplePizzaFactory)实例化这三种类型的对象。类图如下:

 

工厂类的代码:

public class SimplePizzaFactory {
       public Pizza CreatePizza(String ordertype) {
              Pizza pizza = null;
              if (ordertype.equals("cheese")) {
                     pizza = new CheesePizza();
              } else if (ordertype.equals("greek")) {
                     pizza = new GreekPizza();
              } else if (ordertype.equals("pepper")) {
                     pizza = new PepperPizza();
              }
              return pizza;
       }
}
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简单工厂存在的问题与解决方法: 简单工厂模式有一个问题就是,类的创建依赖工厂类,也就是说,如果想要拓展程序,必须对工厂类进行修改,这违背了开闭原则,所以,从设计角度考虑,有一定的问题,如何解决?我们可以定义一个创建对象的抽象方法并创建多个不同的工厂类实现该抽象方法,这样一旦需要增加新的功能,直接增加新的工厂类就可以了,不需要修改之前的代码。这种方法也就是我们接下来要说的工厂方法模式。

1.2 工厂方法模式

定义: 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。

举例: (我们依然举pizza工厂的例子,不过这个例子中,pizza产地有两个:伦敦和纽约)。添加了一个新的产地,如果用简单工厂模式的的话,我们要去修改工厂代码,并且会增加一堆的if else语句。而工厂方法模式克服了简单工厂要修改代码的缺点,它会直接创建两个工厂,纽约工厂和伦敦工厂。类图如下:

 

OrderPizza中有个抽象的方法:

abstract Pizza createPizza();
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两个工厂类继承OrderPizza并实现抽象方法:

public class LDOrderPizza extends OrderPizza {
       Pizza createPizza(String ordertype) {
              Pizza pizza = null;
              if (ordertype.equals("cheese")) {
                     pizza = new LDCheesePizza();
              } else if (ordertype.equals("pepper")) {
                     pizza = new LDPepperPizza();
              }
              return pizza;
       }
}
public class NYOrderPizza extends OrderPizza {

	Pizza createPizza(String ordertype) {
		Pizza pizza = null;

		if (ordertype.equals("cheese")) {
			pizza = new NYCheesePizza();
		} else if (ordertype.equals("pepper")) {
			pizza = new NYPepperPizza();
		}
		return pizza;

	}

}
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、通过不同的工厂会得到不同的实例化的对象,PizzaStroe的代码如下:

public class PizzaStroe {
       public static void main(String[] args) {
              OrderPizza mOrderPizza;
              mOrderPizza = new NYOrderPizza();
       }
}
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解决了简单工厂模式的问题: 增加一个新的pizza产地(北京),只要增加一个BJOrderPizza类:

public class BJOrderPizza extends OrderPizza {
       Pizza createPizza(String ordertype) {
              Pizza pizza = null;
              if (ordertype.equals("cheese")) {
                     pizza = new LDCheesePizza();
              } else if (ordertype.equals("pepper")) {
                     pizza = new LDPepperPizza();
              }
              return pizza;
       }
}
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其实这个模式的好处就是,如果你现在想增加一个功能,只需做一个实现类就OK了,无需去改动现成的代码。这样做,拓展性较好!

工厂方法存在的问题与解决方法: 客户端需要创建类的具体的实例。简单来说就是用户要订纽约工厂的披萨,他必须去纽约工厂,想订伦敦工厂的披萨,必须去伦敦工厂。 当伦敦工厂和纽约工厂发生变化了,用户也要跟着变化,这无疑就增加了用户的操作复杂性。为了解决这一问题,我们可以把工厂类抽象为接口,用户只需要去找默认的工厂提出自己的需求(传入参数),便能得到自己想要产品,而不用根据产品去寻找不同的工厂,方便用户操作。这也就是我们接下来要说的抽象工厂模式。

1.3 抽象工厂模式

 定义: 定义了一个接口用于创建相关或有依赖关系的对象族,而无需明确指定具体类。

举例: (我们依然举pizza工厂的例子,pizza工厂有两个:纽约工厂和伦敦工厂)。类图如下:

工厂的接口:

public interface AbsFactory {
       Pizza CreatePizza(String ordertype) ;
}
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工厂的实现:

public class LDFactory implements AbsFactory {
       @Override
       public Pizza CreatePizza(String ordertype) {
              Pizza pizza = null;
              if ("cheese".equals(ordertype)) {
                     pizza = new LDCheesePizza();
              } else if ("pepper".equals(ordertype)) {
                     pizza = new LDPepperPizza();
              }
              return pizza;
       }
}
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PizzaStroe的代码如下:

public class PizzaStroe {
       public static void main(String[] args) {
              OrderPizza mOrderPizza;
              mOrderPizza = new OrderPizza("London");
       }
}
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解决了工厂方法模式的问题: 在抽象工厂中PizzaStroe中只需要传入参数就可以实例化对象。

1.4 工厂模式适用的场合

大量的产品需要创建,并且这些产品具有共同的接口 。

1.5  三种工厂模式的使用选择

简单工厂 : 用来生产同一等级结构中的任意产品。(不支持拓展增加产品)

工厂方法 :用来生产同一等级结构中的固定产品。(支持拓展增加产品)   

抽象工厂 :用来生产不同产品族的全部产品。(支持拓展增加产品;支持增加产品族)  

简单工厂的适用场合: 只有伦敦工厂(只有这一个等级),并且这个工厂只生产三种类型的pizza:chesse,pepper,greak(固定产品)。

工厂方法的适用场合:现在不光有伦敦工厂,还增设了纽约工厂(仍然是同一等级结构,但是支持了产品的拓展),这两个工厂依然只生产三种类型的pizza:chesse,pepper,greak(固定产品)。

抽象工厂的适用场合: 不光增设了纽约工厂(仍然是同一等级结构,但是支持了产品的拓展),这两个工厂还增加了一种新的类型的pizza:chinese pizza(增加产品族)。

所以说抽象工厂就像工厂,而工厂方法则像是工厂的一种产品生产线。 因此,我们可以用抽象工厂模式创建工厂,而用工厂方法模式创建生产线。比如,我们可以使用抽象工厂模式创建伦敦工厂和纽约工厂,使用工厂方法实现cheese pizza和greak pizza的生产。类图如下:****

总结一下三种模式:

简单工厂模式就是建立一个实例化对象的类,在该类中对多个对象实例化。工厂方法模式是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。这样做的好处是再有新的类型的对象需要实例化只要增加子类即可。抽象工厂模式定义了一个接口用于创建对象族,而无需明确指定具体类。抽象工厂也是把对象的实例化交给了子类,即支持拓展。同时提供给客户端接口,避免了用户直接操作子类工厂。

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