Java設(shè)計(jì)模式-工廠模式

什么是工廠模式？

工廠模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的設(shè)計(jì)模式之一。這種類型的設(shè)計(jì)模式屬于創(chuàng)建型模式，它提供了一種創(chuàng)建對象的最佳方式。

在工廠模式中，我們在創(chuàng)建對象時(shí)不會(huì)對客戶端暴露創(chuàng)建邏輯，并且是通過使用一個(gè)共同的接口來指向新創(chuàng)建的對象。

簡單編寫一個(gè)類：

1、簡單工廠模式

本程序非常簡單就是通過接口的子類為接口對象實(shí)例化，但是本操作存在什么樣的問題呢？

之前一直在強(qiáng)調(diào)，主方法或者是主類是一個(gè)客戶端，客戶端的操作應(yīng)該越簡單越好。但是在現(xiàn)在的程序之中，有一個(gè)最大的問題：客戶端之中，一個(gè)接口和一個(gè)固定的子類綁在一起了。

在本程序之中，最大的問題在于耦合上，發(fā)現(xiàn)在主方法之中一個(gè)接口和一個(gè)子類緊密耦合在一起，這種方法比較直接，可以簡單的理解為：A→B,但是這種緊密的方式不方便于維護(hù)，所以后來使用了A→B→C，中間經(jīng)歷了一個(gè)過渡，這樣一來B去改變，C去改變，但是A不需要改變，就好比JAVA的JVM一樣：程序→JVM→操作系統(tǒng)。

2、普通工廠模式 UML圖：

源代碼：

ProjectFactory.java

public interface ProjectFactory {
	Project getname();
}

BlueFactory.java(ConcreteFactory1)

public class BlueFactory implements ProjectFactory{
	@Override
	public Project getname() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return new Bluepen();
	}
}

RedFactory.java(ConcreteFactory2)

public class RedFactory implements ProjectFactory{
	@Override
	public Project getname() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return new redPen();
	}
}

Project.java(產(chǎn)品類)

public interface Project {
	void name();
}

Bluepen.java(ConcreteProject1)

public class Bluepen implements Project{
	@Override
	public void name() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("這是一個(gè)藍(lán)色的筆");
	}
}

RedFactory.java(ConcreteProject2)

public class RedFactory implements ProjectFactory{
	@Override
	public Project getname() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return new redPen();
	}
}

測試類

public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		Project pen = new RedFactory().getname();
		pen.name();
		Project pen1 = new BlueFactory().getname();
		pen1.name();
	}
}

運(yùn)行結(jié)果：

這個(gè)時(shí)候發(fā)現(xiàn)客戶端不在和一個(gè)具體的子類耦合在一起了，就算以后增加了新的子類，那么也只需要修改Factory類即可。

小結(jié)：

• 以后如果是自己編寫的接口如果想要取得接口的 實(shí)例化對象，第一反應(yīng)寫工廠類
• 簡單工廠和工廠方法模式的不同在于前者生成產(chǎn)生產(chǎn)品的行為封裝在一個(gè)方法中，根據(jù)參數(shù)的類型進(jìn)行實(shí)例化，同時(shí)不存在抽象接口。而后者則增加了抽象工廠，通過實(shí)現(xiàn)不同的工廠方法來創(chuàng)建不同的產(chǎn)品，一個(gè)方法通常對應(yīng)一個(gè)產(chǎn)品，這種方式相較于前者擴(kuò)展性更高，在需求增加時(shí)完全符合開閉原則和依賴倒置原則

使用場景：

消費(fèi)者不關(guān)心它所要?jiǎng)?chuàng)建對象的類(產(chǎn)品類)的時(shí)候。

消費(fèi)者知道它所要?jiǎng)?chuàng)建對象的類(產(chǎn)品類)，但不關(guān)心如何創(chuàng)建的時(shí)候。

例如：hibernate里通過sessionFactory創(chuàng)建session、通過代理方式生成ws客戶端時(shí)，通過工廠構(gòu)建報(bào)文中格式化數(shù)據(jù)的對象。

3、抽象工廠模式

定義：為創(chuàng)建一組相關(guān)或相互依賴的對象提供一個(gè)接口，而且無需指定他們的具體類。

抽象工廠模式與工廠方法模式的區(qū)別

​ 抽象工廠模式是工廠方法模式的升級(jí)版本，他用來創(chuàng)建一組相關(guān)或者相互依賴的對象。他與工廠方法模式的區(qū)別就在于，工廠方法模式針對的是一個(gè)產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)；而抽象工廠模式則是針對的多個(gè)產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)。在編程中，通常一個(gè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為一個(gè)接口或者抽象類，也就是說，工廠方法模式提供的所有產(chǎn)品都是衍生自同一個(gè)接口或抽象類，而抽象工廠模式所提供的產(chǎn)品則是衍生自不同的接口或抽象類。

​ 在抽象工廠模式中，有一個(gè)產(chǎn)品族的概念：所謂的產(chǎn)品族，是指位于不同產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)中功能相關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品組成的家族。抽象工廠模式所提供的一系列產(chǎn)品就組成一個(gè)產(chǎn)品族；而工廠方法提供的一系列產(chǎn)品稱為一個(gè)等級(jí)結(jié)構(gòu)。.

如果工廠的產(chǎn)品全部屬于同一個(gè)等級(jí)結(jié)構(gòu)，則屬于工廠方法模式；如果工廠的產(chǎn)品來自多個(gè)等級(jí)結(jié)構(gòu)，則屬于抽象工廠模式。

UML圖：

源代碼：

Factory.java（抽象工廠）

public interface Factory {
	PhoneProject projectPhone();
	LaptopProject projectLaptop();
}

HuaWeiFactory.java（華為具體工廠）

public class HuaWeiFactory implements Factory{
	@Override
	public PhoneProject projectPhone() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return new HuaWeiPhone();
	}
	@Override
	public LaptopProject projectLaptop() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return new HuaWeiLaptop();
	}
}

XiaomiFactory.java（小米具體工廠）

public class XiaomiFactory implements Factory{
	@Override
	public PhoneProject projectPhone() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return new XiaomiPhone();
	}
	@Override
	public LaptopProject projectLaptop() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return new XiaomiLaptop();
	}
}

LaptopProject.java（筆記本產(chǎn)品）

public interface LaptopProject {
	void getId();
	void printInfo();
}

HuaWeiLaptop.java（華為筆記本）

public class HuaWeiLaptop implements LaptopProject{
	@Override
	public void getId() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("編號(hào)"+123);
	}
	@Override
	public void printInfo() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("生產(chǎn)了華為電腦");
	}
}

XiaomiLaptop.java（小米筆記本）

public class XiaomiLaptop implements LaptopProject{
	@Override
	public void getId() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("編號(hào)"+213);
	}
	@Override
	public void printInfo() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("生產(chǎn)小米電腦");
	}
}

PhoneProject.java（手機(jī)產(chǎn)品）

public interface PhoneProject {
	void getId();
	void printInfo();
}

HuaWeiPhone.java（華為手機(jī)）

public class HuaWeiPhone implements PhoneProject{
	@Override
	public void getId() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("編號(hào)："+123412);
	}
	@Override
	public void printInfo() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("生產(chǎn)華為手機(jī)");
	}
}

XiaomiPhone.java（小米手機(jī)）

public class XiaomiPhone implements PhoneProject{
	@Override
	public void getId() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("編號(hào)："+123412);
	}
	@Override
	public void printInfo() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("生產(chǎn)了小米手機(jī)??！");
	}
}

測試類：

public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		PhoneProject huawei = new HuaWeiFactory().projectPhone();
		huawei.printInfo();
		huawei.getId();
		PhoneProject xiaomi = new XiaomiFactory().projectPhone();
		xiaomi.printInfo();
		LaptopProject huawei1 = new HuaWeiFactory().projectLaptop();
		huawei1.printInfo();
	}
}

運(yùn)行結(jié)果：

總結(jié)：

抽象工廠模式是工廠方法模式的升級(jí)版，后者面向單個(gè)產(chǎn)品，而前者面向的的是一個(gè)產(chǎn)品族。根據(jù)官方定義：為創(chuàng)建一組相關(guān)/互相依賴的對象提供一個(gè)接口而無需指定它們的具體類。
比如一個(gè)汽車工廠要生成騎車，而每種汽車都有車門、車輪胎等一系列產(chǎn)品，這意味著每增加一款汽車就需要增加一個(gè)新的工廠來提供新產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)。這時(shí)候就可以使用抽象工廠模式來進(jìn)行設(shè)計(jì)。抽象工廠模式適用于一系列產(chǎn)品族。

優(yōu)點(diǎn)： 抽象廠模式將產(chǎn)品族的依賴與約束關(guān)系放到抽象工廠中，便于管理。職責(zé)解耦，用戶不需要關(guān)心一堆自己不關(guān)心的細(xì)節(jié)，由抽象廠來負(fù)責(zé)組件的創(chuàng)建切換產(chǎn)品族容易，只需要增加一個(gè)具體工廠實(shí)現(xiàn)，客戶端選擇另-個(gè)套餐就可以了 缺點(diǎn)： 抽象工廠模式類增加的速度很快，有一個(gè)產(chǎn)品族就需要增加一一個(gè)具體工廠實(shí)現(xiàn)，比較繁瑣產(chǎn)品族難以擴(kuò)展產(chǎn)品。當(dāng)產(chǎn)品族中增加一個(gè)產(chǎn)品時(shí)，抽象工廠接口中需要增加一個(gè)函數(shù)，對應(yīng)的所有具體工廠實(shí)現(xiàn)都需要修改，修改放大嚴(yán)重。抽象廠并未完全屏蔽創(chuàng)建細(xì)節(jié)，給出的都是組件。對于這種情況可以結(jié)合工廠模式或簡單工廠模式-起使用。 使用場景：

大家應(yīng)該已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，其實(shí)抽象工廠模式如果只有一個(gè)組件的話，其實(shí)是退化到工廠方法模式，也就是沒有了產(chǎn)品族的概念，只剩一一個(gè)產(chǎn)品了，因此簡單工廠，廠方法，抽象工廠這三者之間是有內(nèi)在聯(lián)系的，區(qū)別只產(chǎn)品的復(fù)雜度。抽象工廠的本質(zhì)是選擇產(chǎn)品族，因此大家可以根據(jù)這個(gè)特征來識(shí)別是否可以應(yīng)用抽象廠。

本篇文章就到這里了，希望能給你帶來幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！