工厂模式主要分为三类:简单工厂模式、工厂模式和抽象工厂模式,本文主要针对简单工厂模式和抽象工厂模式进行详细的示例讲解。

1 简单工厂模式1.1 介绍

工厂模式(Factory Pattern)是 Java 中最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。

在工厂模式中,我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑,并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。

意图:定义一个创建对象的接口,让其子类自己决定实例化哪一个工厂类,工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。

主要解决:主要解决接口选择的问题。

何时使用:我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。

如何解决:让其子类实现工厂接口,返回的也是一个抽象的产品。

关键代码:创建过程在其子类执行。

应用实例: 1、您需要一辆汽车,可以直接从工厂里面提货,而不用去管这辆汽车是怎么做出来的,以及这个汽车里面的具体实现。 2、Hibernate 换数据库只需换方言和驱动就可以。

优点: 1、一个调用者想创建一个对象,只要知道其名称就可以了。 2、扩展性高,如果想增加一个产品,只要扩展一个工厂类就可以。 3、屏蔽产品的具体实现,调用者只关心产品的接口。

缺点:每次增加一个产品时,都需要增加一个具体类和对象实现工厂,使得系统中类的个数成倍增加,在一定程度上增加了系统的复杂度,同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。

使用场景: 1、日志记录器:记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等,用户可以选择记录日志到什么地方。 2、数据库访问,当用户不知道最后系统采用哪一类数据库,以及数据库可能有变化时。 3、设计一个连接服务器的框架,需要三个协议,"POP3"、"IMAP"、"HTTP",可以把这三个作为产品类,共同实现一个接口。

注意事项:作为一种创建类模式,在任何需要生成复杂对象的地方,都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式,而简单对象,特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象,无需使用工厂模式。如果使用工厂模式,就需要引入一个工厂类,会增加系统的复杂度。

实现类图如下:

七种设计模式(设计模式之工厂模式)(1)

简单工厂模式之UML类图

1.2 接口Shape

package com.zydgbbs.CreationalPatterns.FactoryPattern; public interface Shape { void draw(); }

1.3 Circle,Rectangle和square

package com.zydgbbs.CreationalPatterns.FactoryPattern; public class Circle implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Circle Draw"); } }

package com.zydgbbs.CreationalPatterns.FactoryPattern; public class Rectangle implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Rectangle Draw"); } }

package com.zydgbbs.CreationalPatterns.FactoryPattern; public class Square implements Shape{ @Override public void draw() { System.out.println("Square Draw"); } }

1.4 工厂类ShapeFactory

package com.zydgbbs.CreationalPatterns.FactoryPattern; public class ShapeFactory { public Shape getShape(String shapeType){ if(shapeType==null) return null; if(shapeType.equalsIgnoreCase("circle")) return new Circle(); else if(shapeType.equalsIgnoreCase("rectangle")) return new Rectangle(); else if(shapeType.equalsIgnoreCase("square")) return new Square(); else return null; } }

1.5 测试

package com.zydgbbs.CreationalPatterns.FactoryPattern; public class FactoryPatternDemo { public static void main(String[] args) { ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory(); Shape circle = shapeFactory.getShape("circle"); circle.draw(); Shape square = shapeFactory.getShape("square"); square.draw(); } }

2 抽象工厂模式2.1 介绍

抽象工厂模式(abstract Factory Pattern)是围绕一个超级工厂创建其他工厂。该超级工厂又称为其他工厂的工厂。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。

在抽象工厂模式中,接口是负责创建一个相关对象的工厂,不需要显式指定它们的类。每个生成的工厂都能按照工厂模式提供对象。

意图:提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们具体的类。

主要解决:主要解决接口选择的问题。

何时使用:系统的产品有多于一个的产品族,而系统只消费其中某一族的产品。

如何解决:在一个产品族里面,定义多个产品。

关键代码:在一个工厂里聚合多个同类产品。

应用实例:工作了,为了参加一些聚会,肯定有两套或多套衣服吧,比如说有商务装(成套,一系列具体产品)、时尚装(成套,一系列具体产品),甚至对于一个家庭来说,可能有商务女装、商务男装、时尚女装、时尚男装,这些也都是成套的,即一系列具体产品。假设一种情况(现实中是不存在的,要不然,没法进入共产主义了,但有利于说明抽象工厂模式),在您的家中,某一个衣柜(具体工厂)只能存放某一种这样的衣服(成套,一系列具体产品),每次拿这种成套的衣服时也自然要从这个衣柜中取出了。用 OOP 的思想去理解,所有的衣柜(具体工厂)都是衣柜类的(抽象工厂)某一个,而每一件成套的衣服又包括具体的上衣(某一具体产品),裤子(某一具体产品),这些具体的上衣其实也都是上衣(抽象产品),具体的裤子也都是裤子(另一个抽象产品)。

优点:当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时,它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。

缺点:产品族扩展非常困难,要增加一个系列的某一产品,既要在抽象的 Creator 里加代码,又要在具体的里面加代码。

使用场景: 1、QQ 换皮肤,一整套一起换。 2、生成不同操作系统的程序。

注意事项:产品族难扩展,产品等级易扩展。

实现类图如下:

七种设计模式(设计模式之工厂模式)(2)

抽象工厂模式之UML类图

2.2 Shape接口及其实现类

package com.zydgbbs.CreationalPatterns.AbstractFactoryPattern; public interface Shape { void draw(); }

package com.zydgbbs.CreationalPatterns.AbstractFactoryPattern; public class Circle implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Circle Draw"); } }

package com.zydgbbs.CreationalPatterns.AbstractFactoryPattern; public class Square implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Square Draw"); } }

package com.zydgbbs.CreationalPatterns.AbstractFactoryPattern; public class Rectangle implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Rectangle Draw"); } }

2.3 Color接口及其实现类

package com.zydgbbs.CreationalPatterns.AbstractFactoryPattern; public interface Color { void fill(); }

package com.zydgbbs.CreationalPatterns.AbstractFactoryPattern; public class Red implements Color { @Override public void fill() { System.out.println("Fill Red"); } }

package com.zydgbbs.CreationalPatterns.AbstractFactoryPattern; public class Green implements Color { @Override public void fill() { System.out.println("Fill Green"); } }

package com.zydgbbs.CreationalPatterns.AbstractFactoryPattern; public class Blue implements Color { @Override public void fill() { System.out.println("Fill Blue"); } }

2.4 抽象工厂AbstractFactory

package com.zydgbbs.CreationalPatterns.AbstractFactoryPattern; public abstract class AbstractFactory { public abstract Color getColor(String color); public abstract Shape getShape(String shape); }

2.5 ShapeFactory

package com.zydgbbs.CreationalPatterns.AbstractFactoryPattern; public class ShapeFactory extends AbstractFactory{ @Override public Color getColor(String color) { return null; } public Shape getShape(String shapeType){ if(shapeType==null) return null; if(shapeType.equalsIgnoreCase("circle")) return new Circle(); else if(shapeType.equalsIgnoreCase("rectangle")) return new Rectangle(); else if(shapeType.equalsIgnoreCase("square")) return new Square(); else return null; } }

package com.zydgbbs.CreationalPatterns.AbstractFactoryPattern; public class ColorFactory extends AbstractFactory { @Override public Color getColor(String color) { if(color == null){ return null; } if(color.equalsIgnoreCase("RED")){ return new Red(); } else if(color.equalsIgnoreCase("GREEN")){ return new Green(); } else if(color.equalsIgnoreCase("BLUE")){ return new Blue(); }else return null; } @Override public Shape getShape(String shape) { return null; } }

2.7 工厂产生器FactoryProducer

package com.zydgbbs.CreationalPatterns.AbstractFactoryPattern; public class FactoryProducer { public static AbstractFactory getFactory(String choice){ if(choice==null) return null; if(choice.equalsIgnoreCase("shape")) return new ShapeFactory(); else if(choice.equalsIgnoreCase("color")) return new ColorFactory(); else return null; } }

2.8 测试类

package com.zydgbbs.CreationalPatterns.AbstractFactoryPattern; public class AbstractFactoryPatternDemo { public static void main(String[] args) { AbstractFactory shapeFactory = FactoryProducer.getFactory("shape"); Shape circle = shapeFactory.getShape("circle"); circle.draw(); AbstractFactory colorFactory = FactoryProducer.getFactory("color"); Color red = colorFactory.getColor("red"); red.fill(); } }

总结

上面是简单工厂模式和抽象工厂模式的示例代码,可以复制出来进行运行看看,方便更好地理解。

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