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工廠方法模式

定義:定義一個(gè)用于創(chuàng)建對(duì)象的接口,讓子類決定實(shí)例化哪一個(gè)類,工廠方法使一個(gè)類的實(shí)例化延遲到其子類。

類型:創(chuàng)建類模式

類圖:

!http://wiki.jikexueyuan.com/project/java-design-pattern/images/factory-pattern-1.gif" alt="factory" />

工廠方法模式代碼

    interface IProduct {
        public void productMethod();
    }

    class Product implements IProduct {
        public void productMethod() {
            System.out.println("產(chǎn)品");
        }
    }

    interface IFactory {
        public IProduct createProduct();
    }

    class Factory implements IFactory {
        public IProduct createProduct() {
            return new Product();
        }
    }

    public class Client {
        public static void main(String[] args) {
            IFactory factory = new Factory();
            IProduct prodect = factory.createProduct();
            prodect.productMethod();
        }
    }

工廠模式:

首先需要說(shuō)一下工廠模式。工廠模式根據(jù)抽象程度的不同分為三種:簡(jiǎn)單工廠模式(也叫靜態(tài)工廠模式)、本文所講述的工廠方法模式、以及抽象工廠模式。工廠模式是編程中經(jīng)常用到的一種模式。它的主要優(yōu)點(diǎn)有:

  • 可以使代碼結(jié)構(gòu)清晰,有效地封裝變化。在編程中,產(chǎn)品類的實(shí)例化有時(shí)候是比較復(fù)雜和多變的,通過(guò)工廠模式,將產(chǎn)品的實(shí)例化封裝起來(lái),使得調(diào)用者根本無(wú)需關(guān)心產(chǎn)品的實(shí)例化過(guò)程,只需依賴工廠即可得到自己想要的產(chǎn)品。
  • 對(duì)調(diào)用者屏蔽具體的產(chǎn)品類。如果使用工廠模式,調(diào)用者只關(guān)心產(chǎn)品的接口就可以了,至于具體的實(shí)現(xiàn),調(diào)用者根本無(wú)需關(guān)心。即使變更了具體的實(shí)現(xiàn),對(duì)調(diào)用者來(lái)說(shuō)沒(méi)有任何影響。
  • 降低耦合度。產(chǎn)品類的實(shí)例化通常來(lái)說(shuō)是很復(fù)雜的,它需要依賴很多的類,而這些類對(duì)于調(diào)用者來(lái)說(shuō)根本無(wú)需知道,如果使用了工廠方法,我們需要做的僅僅是實(shí)例化好產(chǎn)品類,然后交給調(diào)用者使用。對(duì)調(diào)用者來(lái)說(shuō),產(chǎn)品所依賴的類都是透明的。

工廠方法模式:

通過(guò)工廠方法模式的類圖可以看到,工廠方法模式有四個(gè)要素:

  • 工廠接口。工廠接口是工廠方法模式的核心,與調(diào)用者直接交互用來(lái)提供產(chǎn)品。在實(shí)際編程中,有時(shí)候也會(huì)使用一個(gè)抽象類來(lái)作為與調(diào)用者交互的接口,其本質(zhì)上是一樣的。
  • 工廠實(shí)現(xiàn)。在編程中,工廠實(shí)現(xiàn)決定如何實(shí)例化產(chǎn)品,是實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展的途徑,需要有多少種產(chǎn)品,就需要有多少個(gè)具體的工廠實(shí)現(xiàn)。
  • 產(chǎn)品接口。產(chǎn)品接口的主要目的是定義產(chǎn)品的規(guī)范,所有的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)都必須遵循產(chǎn)品接口定義的規(guī)范。產(chǎn)品接口是調(diào)用者最為關(guān)心的,產(chǎn)品接口定義的優(yōu)劣直接決定了調(diào)用者代碼的穩(wěn)定性。同樣,產(chǎn)品接口也可以用抽象類來(lái)代替,但要注意最好不要違反里氏替換原則。
  • 產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品接口的具體類,決定了產(chǎn)品在客戶端中的具體行為。

前文提到的簡(jiǎn)單工廠模式跟工廠方法模式極為相似,區(qū)別是:簡(jiǎn)單工廠只有三個(gè)要素,他沒(méi)有工廠接口,并且得到產(chǎn)品的方法一般是靜態(tài)的。因?yàn)闆](méi)有工廠接口,所以在工廠實(shí)現(xiàn)的擴(kuò)展性方面稍弱,可以算所工廠方法模式的簡(jiǎn)化版,關(guān)于簡(jiǎn)單工廠模式,在此一筆帶過(guò)。

適用場(chǎng)景:

不管是簡(jiǎn)單工廠模式,工廠方法模式還是抽象工廠模式,他們具有類似的特性,所以他們的適用場(chǎng)景也是類似的。

首先,作為一種創(chuàng)建類模式,在任何需要生成復(fù)雜對(duì)象的地方,都可以使用工廠方法模式。有一點(diǎn)需要注意的地方就是復(fù)雜對(duì)象適合使用工廠模式,而簡(jiǎn)單對(duì)象,特別是只需要通過(guò)new就可以完成創(chuàng)建的對(duì)象,無(wú)需使用工廠模式。如果使用工廠模式,就需要引入一個(gè)工廠類,會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜度。

其次,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(xiàn)的尤為明顯。假如調(diào)用者自己組裝產(chǎn)品需要增加依賴關(guān)系時(shí),可以考慮使用工廠模式。將會(huì)大大降低對(duì)象之間的耦合度。

再次,由于工廠模式是依靠抽象架構(gòu)的,它把實(shí)例化產(chǎn)品的任務(wù)交由實(shí)現(xiàn)類完成,擴(kuò)展性比較好。也就是說(shuō),當(dāng)需要系統(tǒng)有比較好的擴(kuò)展性時(shí),可以考慮工廠模式,不同的產(chǎn)品用不同的實(shí)現(xiàn)工廠來(lái)組裝。

典型應(yīng)用

要說(shuō)明工廠模式的優(yōu)點(diǎn),可能沒(méi)有比組裝汽車更合適的例子了。場(chǎng)景是這樣的:汽車由發(fā)動(dòng)機(jī)、輪、底盤組成,現(xiàn)在需要組裝一輛車交給調(diào)用者。假如不使用工廠模式,代碼如下:

    class Engine {
        public void getStyle(){
            System.out.println("這是汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)");
        }
    }
    class Underpan {
        public void getStyle(){
            System.out.println("這是汽車的底盤");
        }
    }
    class Wheel {
        public void getStyle(){
            System.out.println("這是汽車的輪胎");
        }
    }
    public class Client {
        public static void main(String[] args) {
            Engine engine = new Engine();
            Underpan underpan = new Underpan();
            Wheel wheel = new Wheel();
            ICar car = new Car(underpan, wheel, engine);
            car.show();
        }
    }

可以看到,調(diào)用者為了組裝汽車還需要另外實(shí)例化發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤和輪胎,而這些汽車的組件是與調(diào)用者無(wú)關(guān)的,嚴(yán)重違反了迪米特法則,耦合度太高。并且非常不利于擴(kuò)展。另外,本例中發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤和輪胎還是比較具體的,在實(shí)際應(yīng)用中,可能這些產(chǎn)品的組件也都是抽象的,調(diào)用者根本不知道怎樣組裝產(chǎn)品。假如使用工廠方法的話,整個(gè)架構(gòu)就顯得清晰了許多。

    interface IFactory {
        public ICar createCar();
    }
    class Factory implements IFactory {
        public ICar createCar() {
            Engine engine = new Engine();
            Underpan underpan = new Underpan();
            Wheel wheel = new Wheel();
            ICar car = new Car(underpan, wheel, engine);
            return car;
        }
    }
    public class Client {
        public static void main(String[] args) {
            IFactory factory = new Factory();
            ICar car = factory.createCar();
            car.show();
        }
    }

使用工廠方法后,調(diào)用端的耦合度大大降低了。并且對(duì)于工廠來(lái)說(shuō),是可以擴(kuò)展的,以后如果想組裝其他的汽車,只需要再增加一個(gè)工廠類的實(shí)現(xiàn)就可以。無(wú)論是靈活性還是穩(wěn)定性都得到了極大的提高。

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