設計模式之工廠方法模式

時間 2019-12-08

標籤設計模式工廠方法简体版

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0x01.定義與類型

定義：定義一個建立對象的接口，但讓實現這個接口的類來決定實例化那個類，工廠方法讓類的實例化推遲到子類中進行
類型：建立型
uml類圖

代碼

//工廠接口
public interface IFactory {
    IProduct createProduct();
}

//產品接口
public interface IProduct {
    void produce();
}

//工廠實現
public class Factory implements IFactory {
    @Override
    public IProduct createProduct() {
        return new Product();
    }
}

//產品實現
public class Product implements IProduct{
    @Override
    public void produce() {
        System.out.println("具體產品業務。");
    }
}

//應用 / 測試類
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        IFactory factory = new Factory();
        IProduct product = factory.createProduct();
        product.produce();
    }
}

應用 / 測試類輸出結果

具體產品業務。

經過工廠方法模式的類圖能夠看到，工廠方法模式有四個要素：html
1. 工廠接口：工廠接口是工廠方法模式的核心，與調用者直接交互用來提供產品。在實際編程中，有時候也會使用一個抽象類來做爲與調用者交互的接口，其本質上是同樣的。
2. 工廠實現：在編程中，工廠實現決定如何實例化產品，是實現擴展的途徑，須要有多少種產品，就須要有多少個具體的工廠實現。
3. 產品接口：產品接口的主要目的是定義產品的規範，全部的產品實現都必須遵循產品接口定義的規範。產品接口是調用者最爲關心的，產品接口定義的優劣直接決定了調用者代碼的穩定性。一樣，產品接口也能夠用抽象類來代替，但要注意最好不要違反里氏替換原則。
4. 產品實現：實現產品接口的具體類，決定了產品在客戶端中的具體行爲。

0x02.簡單工廠對比工廠方法

簡單工廠只有三個要素，他沒有工廠接口，而且獲得產品的方法通常是靜態的。
由於沒有工廠接口，因此在工廠實現的擴展性方面稍弱，能夠算是工廠方法模式的簡化版。
簡單工廠若是發生變更是須要修改工廠方法，違反了開閉原則。

0x03.使用場景

建立類模式，在任何須要生成複雜對象的地方，均可以使用工廠方法模式。有一點須要注意的地方就是複雜對象適合使用工廠模式，而簡單對象，特別是只須要經過new就能夠完成建立的對象，無需使用工廠模式。若是使用工廠模式，就須要引入一個工廠類，會增長系統的複雜度。
工廠模式是一種典型的解耦模式，迪米特法則在工廠模式中表現的尤其明顯。假如調用者本身組裝產品須要增長依賴關係時，能夠考慮使用工廠模式。將會大大下降對象之間的耦合度。
因爲工廠模式是依靠抽象架構的，它把實例化產品的任務交由實現類完成，擴展性比較好。也就是說，當須要系統有比較好的擴展性時，能夠考慮工廠模式，不一樣的產品用不一樣的實現工廠來組裝。
總結的說前端
1. 建立對象須要大量重複的代碼
2. 客戶端（應用層）不依賴於產品類實例如何被建立、實現等細節
3. 一個類經過其子類來指定建立那個對象（具備產品抽象）

0x04.優勢

用戶只須要關心所須要產品對應的工廠，無需關心建立細節
加入新產品符合開閉原則，提升可擴展性

0x05.缺點

類的個數容易過多，增長複雜度
增長了系統的抽象性和理解難度

0x06.實現樣例

在線教育網站具備多種技術種類視頻
視頻工廠與視頻類的定義

//視頻工廠
public abstract class VideoFactory {
    public abstract Video getVideo();
}

//視頻類
public abstract class Video {
    public abstract void produce();
}

Java視頻的實現

//Java視頻工廠
public class JavaVideoFactory extends VideoFactory {
    @Override
    public JavaVideo getVideo() {
        return new JavaVideo();
    }
}

//Java視頻
public class JavaVideo extends Video {
    @Override
    public void produce() {
        System.out.println("錄製Java課程視頻");
    }
}

Python視頻實現

//Python視頻工廠
public class PythonVideoFactory extends VideoFactory {
    @Override
    public PythonVideo getVideo() {
        return new PythonVideo();
    }
}

//Python視頻
public class PythonVideo extends Video{
    @Override
    public void produce() {
        System.out.println("錄製Python課程");
    }
}

前端課程實現

//前端視頻實現
public class FEVideoFactory extends VideoFactory {
    @Override
    public FEVideo getVideo() {
        return new FEVideo();
    }
}

//前端視頻
public class FEVideo extends Video {
    @Override
    public void produce() {
        System.out.println("錄製前端視頻");
    }
}

應用與測試類實現

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        VideoFactory videoFactory = new JavaVideoFactory();
        Video video1 = videoFactory.getVideo();
        video1.produce();

        videoFactory = new PythonVideoFactory();
        Video video2 = videoFactory.getVideo();
        video2.produce();

        videoFactory = new FEVideoFactory();
        Video video3 = videoFactory.getVideo();
        video3.produce();
    }
}

輸出結果

錄製Java課程視頻
錄製Python課程
錄製前端視頻

實現UML類圖

0x07.源碼中的工廠方法

Collection.iterator()方法java
- 每一個集合的具體實現都有一個實現了Iterator的具體實現
- Collection.iterator至關因而工廠方法
- ArrayList中的iterator是其中的內部類的實現的工廠
```
public Iterator<E> iterator() {
    return new Itr();
}
private class Itr implements Iterator<E> {
    //省略了具體實現
}
```
- 使用私有內部類來實現具體產品，實現iterator方法，來生成具體的實現。
URLStreamHandlerFactory工廠
log4j, logback---->LoggerFactory