【大话设计模式-5】工厂模式(三种工厂模式代码案例分析)
文章目录
1. 简单工厂模式
1.1 看一个具体的需求
看一个披萨的项目：要便于披萨种类的扩展，要便于维护
- 披萨的种类很多(比如 GreekPizz、CheesePizz 等)
- 披萨的制作有 prepare，bake, cut, box
- 完成披萨店订购功能。
1.2 使用传统的方式来完成
-
思路分析(类图)
-
代码的演示
public abstract class Pizza {
protected String name;
public abstract void prepare();
public void bake() {
System.out.println(name + " baking;");
}
public void cut() {
System.out.println(name + " cutting;");
}
public void box() {
System.out.println(name + " boxing;");
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
public class CheesePizza extends Pizza {
@Override
public void prepare() {
// TODO Auto-generated method stub
setName("奶酪pizza");
System.out.println(name + " preparing;");
}
}
public class GreekPizza extends Pizza {
@Override
public void prepare() {
setName("GreekPizza");
System.out.println(name + " preparing;");
}
}
订购披萨
public class OrderPizza {
// 构造器
public OrderPizza() {
Pizza pizza = null;
String orderType; // 订购披萨的类型
do {
orderType = getType();
if (orderType.equals("greek")) {
pizza = new GreekPizza();
pizza.setName(" 希腊披萨 ");
} else if (orderType.equals("cheese")) {
pizza = new CheesePizza();
pizza.setName(" 奶酪披萨 ");
} else if (orderType.equals("pepper")) {
pizza = new PepperPizza();
pizza.setName("胡椒披萨");
} else {
break;
}
//输出 pizza 制作过程
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
} while (true);
}
private String gettype() {
try {
BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input pizza type:");
String str = strin.readLine();
return str;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
return "";
}
}
}
package com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.order;
//相当于一个客户端，发出订购
public class PizzaStore {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
new OrderPizza();
}
}
1.3 传统的方式的优缺点
- 优点是比较好理解，简单易操作。
- 缺点是违反了设计模式的 ocp 原则，即对扩展开放，对修改关闭。即当我们给类增加新功能的时候，尽量不修改代码，或者尽可能少修改代码.
- 比如我们这时要新增加一个 Pizza 的种类(Pepper 披萨)，我们需要做如下修改. 如果我们增加一个 Pizza 类，只要是订购 Pizza 的代码都需要修改（OrderPizza会有很多，每一个饭店一个OrderPizza，每一个人一个OrderPizza。会很多）
- 改进的思路分析
分析：修改代码可以接受，但是如果我们在其它的地方也有创建 Pizza 的代码，就意味着，也需要修改，而创建 Pizza的代码，往往有多处。
思路：把创建 Pizza 对象封装到一个类中，这样我们有新的 Pizza 种类时，只需要修改该类就可，其它有创建到 Pizza对象的代码就不需要修改了.-> 简单工厂模式
1.4 简单工厂模式基本介绍
- 简单工厂模式是属于创建型模式，是工厂模式的一种。简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式
- 简单工厂模式：定义了一个创建对象的类，由这个类来封装实例化对象的行为(代码)
- 在软件开发中，当我们会用到大量的创建某种、某类或者某批对象时，就会使用到工厂模式.
1.5 使用简单工厂模式
- 简单工厂模式的设计方案: 定义一个可以实例化 Pizaa 对象的类，封装创建对象的代码
package com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.order;
import com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.pizza.CheesePizza;
import com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.pizza.GreekPizza;
import com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.pizza.PepperPizza;
import com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;
//简单工厂类
public class SimpleFactory {
//根据 orderType 返回对应的 Pizza 对象
public Pizza createPizza(String orderType) {
Pizza pizza = null;
System.out.println("使用简单工厂模式");
if (orderType.equals("greek")) {
pizza = new GreekPizza();
pizza.setName(" 希腊披萨 ");
} else if (orderType.equals("cheese")) {
pizza = new CheesePizza();
pizza.setName(" 奶酪披萨 ");
} else if (orderType.equals("pepper")) {
pizza = new PepperPizza();
pizza.setName("胡椒披萨");
}
return pizza;
}
//简单工厂模式 也叫 静态工厂模式
public static Pizza createPizza2(String orderType) {
Pizza pizza = null;
System.out.println("使用简单工厂模式 2");
if (orderType.equals("greek")) {
pizza = new GreekPizza();
pizza.setName(" 希腊披萨 ");
} else if (orderType.equals("cheese")) {
pizza = new CheesePizza();
pizza.setName(" 奶酪披萨 ");
} else if (orderType.equals("pepper")) {
pizza = new PepperPizza();
pizza.setName("胡椒披萨");
}
return pizza;
}
}
//OrderPizza.java
package com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.order;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;
public class OrderPizza {
//定义一个简单工厂对象
SimpleFactory simpleFactory;
Pizza pizza = null;
//构造器
public OrderPizza(SimpleFactory simpleFactory) {
setFactory(simpleFactory);
}
public void setFactory(SimpleFactory simpleFactory) {
String orderType = ""; //用户输入的
this.simpleFactory = simpleFactory; //设置简单工厂对象
do {
orderType = getType();
pizza = this.simpleFactory.createPizza(orderType);
//输出 pizza
if(pizza != null) { //订购成功
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
} else {
System.out.println(" 订购披萨失败 ");
break;
}
}while(true);
}
// 写一个方法，可以获取客户希望订购的披萨种
private String getType() {
try {
BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input pizza 种类:");
String str = strin.readLine();
return str;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
return "";
}
}
}
package com.atguigu.factory.simplefactory.pizzastore.order;
//相当于一个客户端，发出订购
public class PizzaStore {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
//new OrderPizza();
//使用简单工厂模式
new OrderPizza(new SimpleFactory());
System.out.println("~~退出程序~~");
// new OrderPizza2();
}
}
2. 工厂方法模式
1. 看一个新的需求
披萨项目新的需求：客户在点披萨时，可以点不同口味的披萨，比如 北京的奶酪 pizza、北京的胡椒 pizza 或者是伦敦的奶酪 pizza、伦敦的胡椒 pizza。
2. 思路 1
使用简单工厂模式，创建不同的简单工厂类，比如 BJPizzaSimpleFactory、LDPizzaSimpleFactory 等等.从当前这个案例来说，也是可以的，但是考虑到项目的规模，以及软件的可维护性、可扩展性并不是特别好
3. 思路 2
使用工厂方法模式
4. 工厂方法模式介绍
- 工厂方法模式设计方案：将披萨项目的实例化功能抽象成抽象方法，在不同的口味点餐子类中具体实现。
- 工厂方法模式**：定义了一个创建对象的抽象方法**，由子类决定要实例化的类。工厂方法模式将对象的实例化推迟到子类。
5. 工厂方法模式应用案例
- 披萨项目新的需求：客户在点披萨时，可以点不同口味的披萨，比如 北京的奶酪 pizza、北京的胡椒 pizza 或者是伦敦的奶酪 pizza、伦敦的胡椒 pizza
- 思路分析图解
代码实现
public class BJCheesePizza extends Pizza{
@Override
public void prepare() {
// TODO Auto-generated method stub
setName("北京的奶酪pizza");
System.out.println(name + " preparing;");
}}
public class BJPepperPizza extends Pizza{
@Override
public void prepare() {
// TODO Auto-generated method stub
setName("北京的胡椒pizza");
System.out.println(name + " preparing;");
}}
//OrderPizza.java 类充当工厂类
package com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.order;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza.Pizza;
public abstract class OrderPizza {
//定义一个抽象方法，createPizza , 让各个工厂子类自己实现
abstract Pizza createPizza(String orderType);
// 构造器
public OrderPizza() {
Pizza pizza = null;
String orderType; // 订购披萨的类型
do {
orderType = getType();
pizza = createPizza(orderType); //抽象方法，由工厂子类完成
//输出 pizza 制作过程
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
} while (true);
}
// 写一个方法，可以获取客户希望订购的披萨种类
private String getType() {
try {
BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input pizza 种类:");
String str = strin.readLine();
return str;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
return "";
}
}
}
package com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.order;
import com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza.BJCheesePizza;
import com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza.BJPepperPizza;
import com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza.Pizza;
//工厂子类
public class BJOrderPizza extends OrderPizza {
@Override
Pizza createPizza(String orderType) {
Pizza pizza = null;
if(orderType.equals("cheese")) {
pizza = new BJCheesePizza();
} else if (orderType.equals("pepper")) {
pizza = new BJPepperPizza();
}
// TODO Auto-generated method stub
return pizza;
}
}
package com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.order;
import com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza.BJCheesePizza;
import com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza.BJPepperPizza;
import com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza.LDCheesePizza;
import com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza.LDPepperPizza;
import com.atguigu.factory.factorymethod.pizzastore.pizza.Pizza;
public class LDOrderPizza extends OrderPizza {
@Override
Pizza createPizza(String orderType) {
Pizza pizza = null;
if(orderType.equals("cheese")) {
pizza = new LDCheesePizza();
} else if (orderType.equals("pepper")) {
pizza = new LDPepperPizza();
}
// TODO Auto-generated method stub
return pizza;
}
}
3. 抽象工厂模式
3.1 基本介绍
- 抽象工厂模式：定义了一个 interface 用于创建相关或有依赖关系的对象簇，而无需指明具体的类
- 抽象工厂模式可以将简单工厂模式和工厂方法模式进行整合。
- 从设计层面看，抽象工厂模式就是对简单工厂模式的改进(或者称为进一步的抽象)。
- 将工厂抽象成两层，AbsFactory(抽象工厂) 和 具体实现的工厂子类。程序员可以根据创建对象类型使用对应的工厂子类。这样将单个的简单工厂类变成了工厂簇，更利于代码的维护和扩展。
- 类图
3.2 抽象工厂模式应用实例
使用抽象工厂模式来完成披萨项目
package com.atguigu.factory.absfactory.pizzastore.order;
import com.atguigu.factory.absfactory.pizzastore.pizza.Pizza;
//一个抽象工厂模式的抽象层(接口)
public interface AbsFactory {
//让下面的工厂子类来 具体实现
public Pizza createPizza(String orderType);
}
package com.atguigu.factory.absfactory.pizzastore.order;
import com.atguigu.factory.absfactory.pizzastore.pizza.BJCheesePizza;
import com.atguigu.factory.absfactory.pizzastore.pizza.BJPepperPizza;
import com.atguigu.factory.absfactory.pizzastore.pizza.Pizza;
//这是工厂子类
public class BJFactory implements AbsFactory {
@Override
public Pizza createPizza(String orderType) {
System.out.println("~使用的是抽象工厂模式~");
// TODO Auto-generated method stub
Pizza pizza = null;
if(orderType.equals("cheese")) {
pizza = new BJCheesePizza();
} else if (orderType.equals("pepper")){
pizza = new BJPepperPizza();
}
return pizza;
}
}
package com.atguigu.factory.absfactory.pizzastore.order;
import com.atguigu.factory.absfactory.pizzastore.pizza.LDCheesePizza;
import com.atguigu.factory.absfactory.pizzastore.pizza.LDPepperPizza;
import com.atguigu.factory.absfactory.pizzastore.pizza.Pizza;
public class LDFactory implements AbsFactory {
@Override
public Pizza createPizza(String orderType) {
System.out.println("~使用的是抽象工厂模式~");
Pizza pizza = null;
if (orderType.equals("cheese")) {
pizza = new LDCheesePizza();
} else if (orderType.equals("pepper")) {
pizza = new LDPepperPizza();
}
return pizza;
}
}
//OrderPizza.java
package com.atguigu.factory.absfactory.pizzastore.order;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import com.atguigu.factory.absfactory.pizzastore.pizza.Pizza;
public class OrderPizza {
AbsFactory factory;
// 构造器
public OrderPizza(AbsFactory factory) {
setFactory(factory);
}
private void setFactory(AbsFactory factory) {
Pizza pizza = null;
String orderType = ""; // 用户输入
this.factory = factory;
do {
orderType = getType();
// factory 可能是北京的工厂子类，也可能是伦敦的工厂子类
pizza = factory.createPizza(orderType);
if (pizza != null) { // 订购 ok
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
} else {
System.out.println("订购失败");
break;
}
} while (true);
}
// 写一个方法，可以获取客户希望订购的披萨种类
private String getType() {
try {
BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input pizza 种类:");
String str = strin.readLine();
return str;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
return "";
}
}
}
4. 工厂模式在 JDK-Calendar 应用的源码分析
- JDK 中的 Calendar(日历类) 类中，就使用了简单工厂模式
- 源码分析+Debug 源码+说明
package com.atguigu.jdk;
import java.util.Calendar;
public class Factory {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
// getInstance 是 Calendar 静态方法
Calendar cal = Calendar.getInstance();
// 注意月份下标从 0 开始，所以取月份要+1
System.out.println("年:" + cal.get(Calendar.YEAR));
System.out.println("月:" + (cal.get(Calendar.MONTH) + 1));
System.out.println("日:" + cal.get(Calendar.DAY_OF_MONTH));
System.out.println("时:" + cal.get(Calendar.HOUR_OF_DAY));
System.out.println("分:" + cal.get(Calendar.MINUTE));
System.out.println("秒:" + cal.get(Calendar.SECOND));
}
}
//Calendar.java
public static Calendar getInstance(){
return createCalendar(TimeZone.getDefault(), Locale.getDefault(Locale.Category.FORMAT));
}
private static Calendar createCalendar(TimeZone zone,Locale aLocale) //根据 TimeZone zone, locale 创建对应的实例
{
CalendarProvider provider = LocaleProviderAdapter.getAdapter(CalendarProvider.class, aLocale)
.getCalendarProvider();
if (provider != null) {
try {
return provider.getInstance(zone, aLocale);
} catch (IllegalArgumentException iae) {
// fall back to the default instantiation
}
}
Calendar cal = null;
if (aLocale.hasExtensions()) {
String caltype = aLocale.getUnicodeLocaleType("ca");
if (caltype != null) {
switch (caltype) {
case "buddhist":
cal = new BuddhistCalendar(zone, aLocale);
break;
case "japanese":
cal = new JapaneseImperialCalendar(zone, aLocale);
break;
case "gregory":
cal = new GregorianCalendar(zone, aLocale);
break;
}
}
}
if (cal == null) {
// If no known calendar type is explicitly specified,
// perform the traditional way to create a Calendar:
// create a BuddhistCalendar for th_TH locale,
// a JapaneseImperialCalendar for ja_JP_JP locale, or
// a GregorianCalendar for any other locales.
// NOTE: The language, country and variant strings are interned.
if (aLocale.getLanguage() == "th" && aLocale.getCountry() == "TH") {
cal = new BuddhistCalendar(zone, aLocale);
}
else if (aLocale.getVariant() == "JP" && aLocale.getLanguage() == "ja" && aLocale.getCountry() == "JP") {
cal = new JapaneseImperialCalendar(zone, aLocale);
} else {
cal = new GregorianCalendar(zone, aLocale);
}
}
return cal;
}
5. 工厂模式小结
- 工厂模式的意义
将实例化对象的代码提取出来，放到一个类中统一管理和维护，达到和主项目的依赖关系的解耦。从而提高项目的扩展和维护性。 - 三种工厂模式 (简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式)
- 设计模式的依赖抽象原则
- 创建对象实例时，不要直接 new 类, 而是把这个 new 类的动作放在一个工厂的方法中，并返回。有的书上说，变量不要直接持有具体类的引用。
- 不要让类继承具体类，而是继承抽象类或者是实现 interface(接口)
- 不要覆盖基类中已经实现的方法。
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