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  • 工厂方法模式

    定义

    定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪个类,工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。

    通用类图

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      在工厂方法模式中,抽象产品类Product负责定义产品的共性,实现对事物最抽象定义;Creator为抽象创建类,也就是抽象工厂,具体如何创建产品类是由具体的实现工厂ConcreteCreator完成的。工厂方法模式的变种较多,我们来看一个比较实用的通用源码。

    通用代码

    抽象产品类:

    public abstract class Product {
     
    //产品类的公共方法
     
    public void method1(){
     
    //业务逻辑处理
     
    }
     
    //抽象方法
     
    public abstract void method2();
     
    }

    具体产品类:

    public class ConcreteProduct1 extends Product {
     
    public void method2() {
     
    //业务逻辑处理
     
    }
     
    }
     
    public class ConcreteProduct2 extends Product {
     
    public void method2() {
     
    //业务逻辑处理
     
    }
     
    }

    抽象工厂类:

    public abstract class Creator {
     
    /*
     
    * 创建一个产品对象,其输入参数类型可以自行设置
     
    * 通常为String、Enum、Class等,当然也可以为空
     
    */
     
    public abstract <T extends Product> T createProduct(Class<T> c);  //泛型 
     
    }

    ps.

    public void write(Integer i, Integer[] ia);
    public void write(Double  d, Double[] da);

    的范型版本为
    public <T> void write(T t, T[] ta);

    具体工厂类:

    public class ConcreteCreator extends Creator {
     
    public <T extends Product>T createProduct(Class<T> c) {
     
    Product product=null;
     
    try {
     
    product = (Product)Class.forName(c.getName()).newInstance();
     
    } catch (Exception e) {
     
    //异常处理
     
    }
     
    return product;
     
    }
     
    }

    客户端使用:

    public class Client {
     
    public static void main(String[] args) {
     
    Creator creator = new ConcreteCreator();
     
    Product product = creator.createProduct(ConcreteProduct1.class);
     
    /*
     
    * 继续业务处理
     
    */
     
    }
     
    }

    工厂模式的优点

    首先,良好的封装性,代码结构清晰。一个对象创建是有条件约束的,如一个调用者需要一个具体的产品对象,只要知道这个产品的类名(或约束字符串)就可以了,不用知道创建对象的艰辛过程,减少模块间的耦合。

    其次,工厂方法模式的扩展性非常优秀。在增加产品类的情况下,只要适当地修改具体的工厂类或扩展一个工厂类,就可以完成“拥抱变化”。例如在我们的例子中,需要增加一个棕色人种,则只需要增加一个BrownHuman类,工厂类不用任何修改就可完成系统扩展。

    再次,屏蔽产品类。这一特点非常重要,产品类的实现如何变化,调用者都不需要关心,它只需要关心产品的接口,只要接口保持不表,系统中的上层模块就不要发生变化,因为产品类的实例化工作是由工厂类负责,一个产品对象具体由哪一个产品生成是由工厂类决定的。在数据库开发中,大家应该能够深刻体会到工厂方法模式的好处:如果使用JDBC连接数据库,数据库从MySql切换到Oracle,需要改动地方就是切换一下驱动名称(前提条件是SQL语句是标准语句),其他的都不需要修改,这是工厂方法模式灵活性的一个直接案例。

    最后,工厂方法模式是典型的解耦框架。高层模块值需要知道产品的抽象类,其他的实现类都不用关心,符合迪米特原则,我不需要的就不要去交流;也符合依赖倒转原则,只依赖产品类的抽象;当然也符合里氏替换原则,使用产品子类替换产品父类,没问题!

     

    工厂方法的使用场景

    工厂方法模式是new一个对象的替代品,所以在所有需要生成对象的地方都可以使用,但是需要慎重地考虑是否要增加一个工厂类进行管理,增加代码的复杂度。

    在一些情况下使用工厂模式确实最合适的:

    情况一:如果一个对象拥有很多子类,那么创建该对象的子类使用工厂模式是最合适的,不但可以面向接口的编程,为维护以及开发带来方便。
    情况二:如果创建某个对象时需要进行许多额外的操作,如查询数据库然后将查询到的值赋予要创建的对象(单例初始化时使用比较多),或是需要许多额外的赋值等等。如果查看JDK源码中,会发现许多成员变量在对象构造时,通过工厂方法进行创建的。因为这些成员变量本身的创建也很复杂。不可能创建对象时,在该对象的构造方法里创建成员变量然后再赋值给该成员变量。而且使用工厂模式也提高了代码的重用性。

    简单工厂模式

    也叫做静态工厂模式,就是将生产产品的方法设计为static静态方法,并去掉抽象工厂类,缺点是扩展困难,不符合开闭原则。

    多工厂模式

    为每种产品的生产提供一个工厂。如下例:

    抽象工厂类:

    public abstract class AbstractHumanFactory {
     
    public abstract Human createHuman();
     
    }

    黑人具体工厂类:

    public class BlackHumanFactory extends AbstractHumanFactory {
     
    public Human createHuman() {
     
    return new BlackHuman();
     
    }
     
    }

    黄人具体工厂类:

    public class YellowHumanFactory extends AbstractHumanFactory {
     
    public Human createHuman() {
     
    return new YellowHuman();
     
    }
     
    }

    抽象产类以及各个产品类略。。

    客户端使用:

    public class Client{
     
    public static void main(String[] args) {
     
    Human blackHuman = (new BlackHumanFactory()).createHuman();
     
    blackHuman.talk();
     
    Human yellowHuman = (new YellowHumanFactory()).createHuman();
    
    yellowHuman.talk();
     
    }
     
    }

    多工厂类的好处就是为每一个产品都创建了相应的工厂类,职责清晰,结构简单,但是缺点是,没增加一个产品类,就需要同时再创建一个工厂类,对可维护性和扩展性带来了一定影响。

    ps.所有笔记摘自《设计模式之禅》。

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