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Java工厂方法模式详解

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A、什么是工厂方法模式?
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工厂方法模式:也叫虚拟构造器模式或者多态工厂模式,它属于类创建型模式。

在工厂方法模式中,工厂父类负责定义创建产品对象的公共接口,而工厂子类则负责生成具体的产品对象,这样做的目的是将产品类的实例化操作延迟到工厂子类中完成,即通过工厂子类来确定究竟应该实例化哪一个具体产品类。

我们知道在现在的真实工厂内分工越来越细,越来越专业化。。各种产品有专门的工厂生产,彻底告别了自给自足的小农经济时代,这大大缩短了产品的生产周期,提高了生产效率。而工厂方法模式即满足了开闭原则,也继承了简单工厂模式的优点。

举例说明:

在简单工厂模式的文章中的可乐工厂,因为只有一个工厂类,所以任何产品都需要在这个类里面去修改和调整,而工厂方法模式就是有多个工厂,每个工厂生产一个产品,如果有需要增加新产品,我们直接再新建一个工厂即可,就不需要在其他工厂的内部再去修改,这样就符合了开闭原则。

B、工厂方法模式的优缺点

优点:

用户只需要知道具体工厂的名称就可得到所要的产品,无须知道产品的具体创建过程

灵活性增强,对于新产品的创建,只需多写一个相应的工厂类

典型的解耦框架。高层模块只需要知道产品的抽象类,无须关心其他实现类,满足迪米特法则、依赖倒置原则和里氏替换原则

缺点:

类的个数容易过多,增加复杂度

增加了系统的抽象性和理解难度

抽象产品只能生产一种产品,此弊端可使用抽象工厂模式解决(抽象工厂模式在下一篇文章)

C、模式的结构与实现

结构由以下四个部分组成:

抽象工厂(Abstract Factory):提供了创建产品的接口,调用者通过它访问具体工厂的工厂方法 newProduct() 来创建产品

具体工厂(ConcreteFactory):主要是实现抽象工厂中的抽象方法,完成具体产品的创建

抽象产品(Product):定义了产品的规范,描述了产品的主要特性和功能

具体产品(ConcreteProduct):实现了抽象产品角色所定义的接口,由具体工厂来创建,它同具体工厂之间一一对应

结构图:

Java工厂方法模式详解

4、工厂方法模式代码实现

还是以上一篇文章的可乐工厂为例:
产品有:可口可乐、百事可乐、无糖可乐
在简单工厂模式中只有一个可乐工厂,可以生产三种产品,在工厂方法模式中就可以有多个工厂来生成对应的产品:

抽象工厂: 可乐工厂(可以理解成总厂)
百事可乐工厂: 生成百事可乐
可口可乐工厂: 生成可口可乐
无糖可乐工厂: 生成无糖可乐

生产可乐的方法:

/** *  提供了产品的接口 */public interface Cola {    //生产可乐的方法    public void cola();}

可乐抽象工厂:

/** * 可乐抽象工厂(可以理解成可乐总厂,旗下还有很多分厂) */public interface ColaFactory {    public Cola newCola();}

生成三种可乐的方法:
可乐可乐:

/** * 产品名称:可乐可乐,实现了产品的接口 */public class CocaCola implements Cola{    @Override    public void cola() {        System.out.println("开始生产可口可乐");    }}

百事可乐:

/** * * 产品名称:百事可乐,实现了产品的接口 */public class PepsiCola implements Cola{    @Override    public void cola() {        System.out.println("开始生产百事可乐");    }}

无糖可乐:

/* * 产品名称:无糖可乐,实现了产品的接口 */public class SugarFreeCola implements Cola{    @Override    public void cola() {        System.out.println("开始生产无糖可乐");    }}

三个产品对应三个工厂:

生产可口可乐的工厂:

/** * * 具体工厂1:可口可乐工厂 */public class CocaColaFactory implements ColaFactory{        @Override    public Cola newCola() {        System.out.println("我是可乐工厂下面的可口可乐工厂");        return new CocaCola();    }}

生产百事可乐的工厂:

/** * * 具体工厂2:百事可乐工厂 */public class PepsiColaFactory implements ColaFactory{    @Override    public Cola newCola() {        System.out.println("我是可乐工厂下面的百事可乐工厂");        return new PepsiCola();    }}

生产无糖可乐的工厂:

/* * 具体工厂3:无糖可乐工厂 */public class SugarFreeColaFactory implements ColaFactory{        @Override    public Cola newCola() {        System.out.println("我是可乐工厂下面的无糖可乐工厂");        return new SugarFreeCola();    }}

到这里目前有:

一生产可乐的方法

一个可乐工厂(下面有多个小工厂)

三个生产三种类型可乐的方法(实现可乐接口)

三个可乐工厂(生产三种可乐,实现可乐工厂接口)

测试类:

public class Test {    public static void main(String[] args) {        try{            //新建一个可乐方法对象            Cola a;            //新建一个可乐工厂对象            ColaFactory af;            //告诉可乐工厂,你需要什么可乐,并且通知对应的分工厂            af = (ColaFactory) new PepsiColaFactory();            //执行对于生产方法            a = af.newCola();            a.cola();                    }catch (Exception e ){            System.out.println(e.getMessage());        }    }}

比如我现在需要百事可乐,我在af内传入百事可乐工厂:

我是可乐工厂下面的无糖可乐工厂开始生产无糖可乐

如果传入CocaColaFactory

我是可乐工厂下面的可口可乐工厂开始生产可口可乐

5、总结

这就是工厂方法模式,和简单工厂模式有所不同,在这个模式内有一个抽象工厂接口,也就是你需要增加新产品后,不需要在原本的工厂内去修改代码,而是直接新建一个工厂,去实现抽象工厂即可,也是符合了开闭原则。

当然缺点也就是工厂多了,管理变得复杂,也增加了系统的抽象性和理解难度,而且抽象产品只能生产一种产品,但是此弊端可使用抽象工厂模式解决(抽象工厂模式在下一篇文章)

《java教学》


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