《设计模式之禅》学习—–工厂方法模式

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工厂方法模式

工厂方法模式的定义:Define an interface for creating an object,but let subclasses decide which class to instantiate.Factory Method lets a class defer instantiation to subclasses.(定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。)

在工厂方法模式中,抽象产品类Product负责定义产品的共性,实现对事物最抽象的定义;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。
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  • 工厂方法模式的优点

    • 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,降低模块间的耦合。
    • 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”。
    • 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,只要接口保持不变,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的,一个产品对象具体由哪一个产品生成是由工厂类决定的。
    • 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,符合迪米特法则,我不需要的就不要去交流;也符合依赖倒置原则,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。
  • 工厂方法模式的使用
    下面用工厂方法模式来模拟女娲造人的故事
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    我们定义的每个人种都有两个方法:getColor(获得人的皮肤颜色)和talk(交谈)。


//   Human是对人类的总称 

public interface Human {
    //获取皮肤颜色
    public void getColor();
    //人类说:
    public void talk();
}
//   黄色人种  

public class YellowHuman implements Human {

    public void getColor() {
        System.out.println("我是黄皮肤");
    }

    public void talk() {
        System.out.println("我是黄种人");
    }

}
//     白色人种  

public class WhiteHuman implements Human {

    public void getColor() {
        System.out.println("我是白皮肤");
    }

    public void talk() {
        System.out.println("我是白种人");
    }

}

//     黑色人种   

public class BlackHuman implements Human {

    public void getColor() {
        System.out.println("我是黑皮肤");
    }

    public void talk() {
        System.out.println("我是黑种人");
    }

}
//   女娲造人类  

public abstract class AbstractHumanFactory {
    public abstract <T extends Human> T createHuman(Class<T> s);
}
//    人类创建工厂实现类

public class HumanFactory extends AbstractHumanFactory {

    @Override
    public <T extends Human> T createHuman(Class<T> s) {
        Human human = null;
        try {
            human =  (Human) Class.forName(s.getName()).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return (T) human;
    }

}
//    女娲造人类  

public class NvWaClient {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractHumanFactory factory = new HumanFactory();
        System.out.println("--------------女娲第一次造人---------------");
        Human yellowMan = factory.createHuman(YellowHuman.class);
        yellowMan.getColor();
        yellowMan.talk();
        System.out.println("--------------女娲第二次造人---------------");
        Human whiteMan = factory.createHuman(WhiteHuman.class);
        whiteMan.getColor();
        whiteMan.talk();
        System.out.println("--------------女娲第三次造人---------------");
        Human blackMan = factory.createHuman(BlackHuman.class);
        blackMan.getColor();
        blackMan.talk();
    }
}

运行结果如图所示,这就是工厂方法模式。
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  • 工厂方法模式的扩展(简单工厂模式)
    一个模块仅需要一个工厂类,没有必要把它产生出来,使用静态的方法就可以了,根据这一要求,我们把上例中的AbstarctHumanFactory修改一下。
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    我们在类图中去掉了AbstractHumanFactory抽象类,同时把createHuman方法设置为静态类型,简化了类的创建过程,变更的源码仅仅是HumanFactory和NvWa类,代码如下:
public class HumanFactory {
  public static <T extends Human> T createHuman(Class<T> c){
   //定义一个生产出的人种
   Human human=null;
   try {
     //产生一个人种
     human = (Human)Class.forName(c.getName()).newInstance();
   } catch (Exception e) {
     System.out.println("人种生成错误!");
   }
return (T)human;
  }
}

HumanFactory类仅有两个地方发生变化:去掉继承抽象类,并在createHuman前增加static
关键字;工厂类发生变化,也同时引起了调用者NvWa的变化,代码如下:

public class NvWa {
   public static void main(String[] args) {
    System.out.println("--------------女娲第一次造人---------------");
     Human whiteHuman = HumanFactory.createHuman(WhiteHuman.class);
     whiteHuman.getColor();
     whiteHuman.talk();

     System.out.println("--------------女娲第二次造人---------------");
     Human blackHuman = HumanFactory.createHuman(BlackHuman.class);
     blackHuman.getColor();
     blackHuman.talk();

     System.out.println("--------------女娲第三次造人---------------");
     Human yellowHuman = HumanFactory.createHuman(YellowHuman.class);
     yellowHuman.getColor();
     yellowHuman.talk();
   }
}

运行结果没有发生变化,但是我们的类图变简单了,而且调用者也比较简单,该模式是
工厂方法模式的弱化,因为简单,所以称为简单工厂模式(Simple Factory Pattern),也叫做
静态工厂模式。在实际项目中,采用该方法的案例还是比较多的,其缺点是工厂类的扩展比
较困难,不符合开闭原则,但它仍然是一个非常实用的设计模式。


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