具体聊一聊简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式

  • 2019 年 11 月 3 日
  • 筆記

1.工厂模式简介

In class-based programming, the factory method pattern is a creational pattern that uses factory methods to deal with the problem of creating objects without having to specify the exact class of the object that will be created. ( 在基于类的编程中,工厂方法模式是一种创建模式,它使用工厂方法来处理创建对象的问题,而不必指定将要创建的对象的确切类。) ——引用自维基百科

​ 通过上面的描述我们可以通过一个基类来创建多个子类,然后实现相应的方法,最后调用基类中的方法(工厂方法)来返回某个子类实例,并加以运用。这种方式增强了类的复用性和可扩展性。

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2.工厂模式的类型

工厂模式主要有以下几种类型:

​ ①简单工厂模式:通过传入相关的类型来确切的返回相应的类,这种方式比较单 一,可扩展性相对较差;

②工厂方法模式:通过实现类实现相应的方法来决定相应的返回结果,这种方式的可扩展性比较强;    ③抽象工厂方法模式:这个模式是以上模式的扩展,相比工厂方法而言,它所能生产的不只是一种产品,还可以是一组产品。
工厂模式的优点:
  • 解耦 :把对象的创建和使用的过程分开
  • 降低代码重复: 如果创建某个对象的过程都很复杂,需要一定的代码量,而且很多地方都要用到,那么就会有很多的重复代码。
  • 降低维护成本 :由于创建过程都由工厂统一管理,所以发生业务逻辑变化,不需要找到所有需要创建某个对象的地方去逐个修正,只需要在工厂里修改即可,降低维护成本。

3.相关实例

①简单工厂:

​ 这里我们举个简单的栗子,拿我们平时最常见的笔类来说,以此作为接口,含有书写的方法,分别有圆珠笔、铅笔、马克笔实现了笔类的接口。我们分别实现它的方法,描述一段话,然后我们根据简单工厂的方法得出每个书写的具体内容,也就是我们书写用的是什么类型的笔。

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/**   * 笔类接口   */  interface Pen {      void write();  }    /**   * 圆珠笔   */  class BallpointPen implements Pen {      public void write() {          System.out.println("书写:我是圆珠笔!");      }  }    /**   * 铅笔   */  class Pencil implements Pen {      public void write() {          System.out.println("书写:我是铅笔!");      }  }    /**   * 马克笔   */  class MarkerPen implements Pen {      public void write() {          System.out.println("书写:我是马克笔!");      }  }    /**   * 简单工厂   */  class SimpleFactory {      public Pen getPen(String type) {          switch (type) {              case "ballpointPen":                  return new BallpointPen();              case "pencil":                  return new Pencil();              case "markerPen":                  return new MarkerPen();              default:                  return null;          }      }    }    public class PenWithType {        public static void main(String[] args) {          SimpleFactory simpleFactory = new SimpleFactory();          Pen ballpointPen = simpleFactory.getPen("ballpointPen");          ballpointPen.write();          Pen pencil = simpleFactory.getPen("pencil");          pencil.write();          Pen markerPen = simpleFactory.getPen("markerPen");          markerPen.write();      }    }

输出结果:

书写:我是圆珠笔!  书写:我是铅笔!  书写:我是马克笔!
②工厂方法模式

​ 这个模式是使用最广泛的模式,通过子类来确定所需要创建的类型,每一个子类你都可以看做是一个小型工厂,可以生产一种产品,然后调用相应的方法。(如笔类工厂的相关类别:圆珠笔工厂、铅笔工厂、马克笔工厂等)还是拿我们上面的栗子进行变换,但是这次你会发现相比简单工厂而言,此种方法具有更多的可扩展性和复用性,同时也增强了代码的可读性。

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/**   * 笔类工厂   */  interface PenFactory {        PenFactory getPen();        void write();  }    /**   * 圆珠笔工厂   */  class BallpointPenFacTory implements PenFactory {      public PenFactory getPen() {          return new BallpointPenFacTory();      }        public void write() {          System.out.println("书写:我是圆珠笔!");      }  }    /**   * 铅笔工厂   */  class PencilFacTory implements PenFactory {      public PenFactory getPen() {          return new PencilFacTory();      }        public void write() {          System.out.println("书写:我是铅笔!");      }  }    /**   * 马克笔工厂   */  class MarkerPenFacTory implements PenFactory {      public PenFactory getPen() {          return new MarkerPenFacTory();      }        public void write() {          System.out.println("书写:我是马克笔!");      }  }    public class PenWithType {        public static void main(String[] args) {          BallpointPenFacTory ballpointPenFacTory = new BallpointPenFacTory();          PenFactory penFactory = ballpointPenFacTory.getPen();          penFactory.write();      }    }

输出结果:

书写:我是圆珠笔!
③抽象工厂方法模式
    这个是上面两种方式的扩展,这里我们不止可以创建一种笔,而是一组,可以说是将某个产品再细化下去。通俗的拿上面的例子来讲,铅笔需要笔杆和笔芯组装而成,我们再细化相应的实现,铁质的笔杆加上铅笔芯拼装起来最后得到铅笔。这个过程涉及到笔杆的实现类,笔芯的实现类,和铅笔工厂的实现类。

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/*******************创建相关的接口*******************/    /**   * 笔杆接口   */  interface Penholder {      void getMaterial();  }    /**   * 笔芯接口   */  interface Refill {      void load();  }    /*******************创建相关的实现类*******************/    class plastic implements Penholder {      @Override      public void getMaterial() {          System.out.println("我是塑料材质的笔杆");      }  }    class iron implements Penholder {      @Override      public void getMaterial() {          System.out.println("我是铁材质的笔杆");      }  }    class PencilLeads implements Refill {      @Override      public void load() {          System.out.println("装载铅笔芯");      }  }    class InkCartridge implements Refill {      @Override      public void load() {          System.out.println("装载油墨笔芯");      }  }    /*******************创建工厂接口*******************/    interface Factory {        Penholder producePenholder();        Refill produceRefill();  }    /*******************创建工厂实现类*******************/    /**   * 铅笔   */  class PencilFactory implements Factory {        @Override      public Penholder producePenholder() {          return new iron();      }        @Override      public Refill produceRefill() {          return new PencilLeads();      }  }    /**   * 圆珠笔   */  class BallpointPenFactory implements Factory {        @Override      public Penholder producePenholder() {          return new plastic();      }        @Override      public Refill produceRefill() {          return new InkCartridge();      }  }      public class PenWithType {        public static void main(String[] args) {          // 这里我们创建一支铅笔          Factory pencilFactory = new PencilFactory();          Penholder penholder = pencilFactory.producePenholder();          Refill refill = pencilFactory.produceRefill();          penholder.getMaterial();          refill.load();      }  }

输出结果:

我是铁材质的笔杆  装载铅笔芯