設計模式之工廠模式

工廠模式

• 實現建立者與調用者的分離

以化妝品爲例：

• 生產者：

  • 一個接口，提供了生產化妝品的方法

  public interface Cosmetics {
      void productCosmetics();
  }

• 生產的對象：

  • 口紅

    public class Lipstick implements Cosmetics{
    ​
        public void productCosmetics() {
            System.out.println("口紅");
       }
    }

  • 眼影

    public class EyeShadow implements Cosmetics{
    ​
        public void productCosmetics() {
            System.out.println("眼影");
       }
    }

   

 

一、傳統的方式

圖解

 

• 消費者：

  • 消費者要首先把 Lipstick 和 EyeShadow 實例化（new），才能實現對象的方法。

  public class Consumer {
      public static void main(String[] args) {
  ​
          Cosmetics lipstick = new Lipstick();
          Cosmetics eyeShadow = new EyeShadow();
  ​
          lipstick.productCosmetics();
          eyeShadow.productCosmetics();
     }
  }

 

二、工廠模式（靜態工廠模式）

圖解

 

• 化妝品工廠

  public class CosmeticsFactory {
      public static Cosmetics getCosmeticsFactory(String factory){
          if (factory.equals("口紅")){
              return new Lipstick();
         }else if (factory.equals("眼影")){
              return new EyeShadow();
         }else {
              return null;
         }
     }
  }

• 消費者：

  • 經過化妝品工廠來獲得對象的實例化，無需new，來實現對象的方法

  public class Consumer {
      public static void main(String[] args) {
  ​
          Cosmetics lipstick = CosmeticsFactory.getCosmeticsFactory("口紅");
          lipstick.productCosmetics();
  ​
          Cosmetics eyeShadow = CosmeticsFactory.getCosmeticsFactory("眼影");
          eyeShadow.productCosmetics();
     }
  }

• 工廠模式缺點：

  OOP七大原則之開閉原則：一個軟件的實體應對擴展開放，對修改關閉

  工廠模式實現不了開閉原則，若是要擴展新的功能，必須修改CosmeticsFactory才能實現

 

三、工廠方法模式

• 解決工廠模式沒法實現開閉原則的問題

圖解

 

• 化妝品工廠

  public interface CosmeticsFactory {
      Cosmetics getCosmetics();
  }

• 口紅工廠

  public class LipstickFactory implements CosmeticsFactory {
      public Cosmetics getCosmetics() {
          return new Lipstick();
     }
  }

• 眼影工廠

  public class EyeShadowFactory implements CosmeticsFactory {
      public Cosmetics getCosmetics() {
          return new EyeShadow();
     }
  }

• 消費者

  public class Consumer {
      public static void main(String[] args) {
  ​
          Cosmetics lipstick = new LipstickFactory().getCosmetics();
          lipstick.productCosmetics();
  ​
          Cosmetics eyeShadow = new EyeShadowFactory().getCosmetics();
          eyeShadow.productCosmetics();
     }
  }

• 新增一個產品：

  只須要編寫一個產品類，例如眉筆，編寫一個眉筆工廠繼承化妝品工廠，

  可在不改動原有代碼的基礎上擴展功能，實現開閉原則。

 

四、抽象工廠模式

• 簡單工廠模式 和 工廠方法模式 都是用來生產同一等級結構的任意產品

  抽象工廠模式 統一建立同一系列的產品，能夠建立多個產品家族的多個等級結構的產品

 

圖解

 

實現

• 產品工廠：

  public interface ProductFactory {
  ​
      //生產手機
      Phone productPhone();
      //生產電腦
      Computer productComputer();
  }

• 手機：

  public interface Phone {
  ​
      //生產手機屏
      void productMobileScreen();
      //生產手機外殼
      void productPhoneShell();
      //生產手機套
      void productPhoneSet();
  }

• 電腦：

  public interface Computer {
  ​
      //生產電腦屏
      void productMobileScreen();
      //生產電腦外殼
      void productPhoneShell();
      //生產電腦套
      void productPhoneSet();
  }

• HUAWEI產品工廠：

  public class HUAWEIProductFactory implements ProductFactory {
      //實例化HUAWEI手機
      public Phone productPhone() {
          return new HUAWEIPhone();
     }
  ​
      //實例化HUAWEI電腦
      public Computer productComputer() {
          return new HUAWEIComputer();
     }
  }

• ASUS產品工廠：

  public class ASUSProductFactory implements ProductFactory {
  ​
      //實例化ASUS手機
      public Phone productPhone() {
          return new ASUSPhone();
     }
  ​
      //實例化ASUS電腦
      public Computer productComputer() {
          return new ASUSComputer();
     }
  }

• HUAWEI手機：

  public class HUAWEIPhone implements Phone {
      public void productMobileScreen() {
          System.out.println("生產HUAWEI手機屏");
     }
  ​
      public void productPhoneShell() {
          System.out.println("生產HUAWEI手機外殼");
     }
  ​
      public void productPhoneSet() {
          System.out.println("生產HUAWEI手機套");
     }
  }

• ASUS手機：

  public class ASUSPhone implements Phone {
      public void productMobileScreen() {
          System.out.println("生產ASUS手機屏");
     }
  ​
      public void productPhoneShell() {
          System.out.println("生產ASUS手機外殼");
     }
  ​
      public void productPhoneSet() {
          System.out.println("生產ASUS手機套");
     }
  }

• HUAWEI電腦：

  public class HUAWEIComputer implements Computer {
      public void productMobileScreen() {
          System.out.println("生產HUAWEI電腦屏");
     }
  ​
      public void productPhoneShell() {
          System.out.println("生產HUAWEI電腦外殼");
     }
  ​
      public void productPhoneSet() {
          System.out.println("生產HUAWEI電腦套");
     }
  }

• ASUS電腦：

  public class ASUSComputer implements Computer {
      public void productMobileScreen() {
          System.out.println("生產ASUS電腦屏");
     }
  ​
      public void productPhoneShell() {
          System.out.println("生產ASUS電腦外殼");
     }
  ​
      public void productPhoneSet() {
          System.out.println("生產ASUS電腦套");
     }
  }

• 消費者：

  public class Consumer {
      public static void main(String[] args) {
  ​
          //消費者直接操做HUAWEI和ASUS的產品工廠
          HUAWEIProductFactory huaweiProductFactory = new HUAWEIProductFactory();
          ASUSProductFactory asusProductFactory = new ASUSProductFactory();
          
          //經過工廠生產手機和電腦
          //huawei電腦
          Computer huaweiComputer = huaweiProductFactory.productComputer();
          //asus手機
          Phone asusPhone = asusProductFactory.productPhone();
          
          //調用生產的手機和電腦中的方法，操做手機和電腦
          huaweiComputer.productMobileScreen();
          huaweiComputer.productPhoneShell();
          
          asusPhone.productPhoneShell();
          asusPhone.productPhoneSet();
     }
  }

• 優勢：

  具體產品在應用層的代碼隔離，無需關心建立的細節

  將同一系列的產品統一到一塊兒建立

• 缺點：

  產品簇中擴展新的產品困難

  增長了系統的抽象性和理解難度

 

五、小結

• 簡單工廠模式

  • 雖然沒有實現開閉原則，但實際使用最多

• 工廠方法模式

  • 不修改已有類的前提下，能夠增長新的工廠類進行擴展

• 抽象工廠模式

  • 不能夠增長產品，能夠增長產品族

 

• 三種模式對比

  • 代碼複雜度：簡單工廠模式 < 工廠方法模式 < 抽象工廠模式

  • 結構複雜度：簡單工廠模式 < 工廠方法模式 < 抽象工廠模式

  • 編程複雜度：簡單工廠模式 < 工廠方法模式 < 抽象工廠模式

  • 管理複雜度：簡單工廠模式 < 工廠方法模式 < 抽象工廠模式

• 根據設計原則，應使用工廠方法模式

  根據實際業務，工廠方法模式使用最多

 

• 工廠模式應用場景：

  • JDK中的Calenda的getInstance()方法

  • JDBC中的Connection對象的獲取

  • Spring中IOC容器建立管理bean對象

  • 反射中Class對象的newInstance()方法