工厂模式案例详解

  • 2020 年 7 月 21 日
  • 笔记

简单工厂模式

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GreekPizza、CheesePizza等);
  • 披萨的制作有prepare,bake,cut,box;
  • 完成披萨店订购功能。

使用传统的方式完成

在这里插入图片描述

//把Pizza类做成抽象类
public abstract class Pizza {
    private String name;//名字

    //准备原材料,不同的披萨不一样,因此,我们做成抽象方法
    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 GreekPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("给GreekPizza准备原材料");
    }
}
public class CheessPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("给CheessPizza准备原材料");
    }
}
public class OrderPizza {
    //构造方法
    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("GreekPizza");
            } else if (orderType.equals("cheess")) {
                pizza = new CheessPizza();
                pizza.setName("CheessPizza");
            } else {
                break;
            }
            //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 type:");
            String str = null;
            str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}
//相当于客户端
public class OrderStore {
    public static void main(String[] args) {
        OrderPizza orderPizza = new OrderPizza();
    }
}

传统方式的优缺点

  • 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,或者尽量少修改代码;
  • 比如这时我们要新增加一个Pizza的种类(Pepper披萨),我们需要做的修改较大。

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(使用简单工厂模式)。

简单工厂模式

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。
在软件开发中,当我们会用到大量的创建某种、某类或者谋批对象时,就会使用到工厂模式。

简单工厂模式的设计方案:定义一个可以实例化Pizza对象的类,封装创建对象的代码。
在这里插入图片描述

//简单工厂类
public class SimpleFactory {
    //简单工厂模式,也叫静态工厂模式,可以用static修饰该方法
    public Pizza createPizza(String orderType) {
        Pizza pizza = null;
        if (orderType.equals("greek")) {
            pizza = new GreekPizza();
            pizza.setName("GreekPizza");
        } else if (orderType.equals("cheess")) {
            pizza = new CheessPizza();
            pizza.setName("CheessPizza");
        }
        //输出pizza制作过程
        pizza.prepare();
        pizza.bake();
        pizza.cut();
        pizza.box();
        return pizza;
    }
}
public class OrderPizza2 {
    //定义一个简单工厂对象
    SimpleFactory simpleFactory;

    //构造器
    public OrderPizza2(SimpleFactory simpleFactory) {
        setFactory(simpleFactory);
    }

    Pizza pizza = null;

    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制作过程
            if (pizza != null) {
                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 type:");
            String str = null;
            str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}
//相当于客户端
public class OrderStore {    
  public static void main(String[] args) {        
    OrderPizza2 orderPizza = new OrderPizza2(new SimpleFactory());    
  }
}

工厂方法模式

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“北京的奶酪披萨”、“北京的胡椒披萨”或者是“伦敦的奶酪披萨”、“伦敦的胡椒披萨”。

思路一:使用简单工厂模式,创建不同的简单工厂类,比如BJPizzaSimpleFactory、LDPizzzaSimpleFactory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。

思路二:使用工厂方法模式。将披萨项目的实例化功能抽象成抽象方法,在不同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。
在这里插入图片描述

//把Pizza类做成抽象类
public abstract class Pizza {
    private String name;//名字

    //准备原材料,不同的披萨不一样,因此,我们做成抽象方法
    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 BJCheessPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("北京的CheessPizza");
        System.out.println("  北京的CheessPizza 准备原材料");
    }
}
public class BJPepperPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("北京的Pepper");
        System.out.println("  北京的Pepper 准备原材料");
    }
}
public class LDCheessPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("伦敦的CheessPizza");
        System.out.println("  伦敦的CheessPizza 准备原材料");
    }
}
public class LDPepperPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("伦敦的Pepper");
        System.out.println("  伦敦的Pepper 准备原材料");
    }
}
public abstract class OrderPizza {
    //构造方法
    public OrderPizza() {
        Pizza pizza = null;
        String orderType;//订购披萨的类型
        do {
            orderType = getType();
            //调用方法
            pizza = creatPizza(orderType);
            //输出pizza制作过程
            pizza.prepare();
            pizza.bake();
            pizza.cut();
            pizza.box();
        } while (true);
    }

    //定义一个抽象方法,让各个工厂子类自己实现
    abstract Pizza creatPizza(String orderType);

    //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 type:");
            String str = null;
            str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}
public class BJOrderPizza  extends OrderPizza {
    @Override
    Pizza creatPizza(String orderType) {
        Pizza pizza=null;
        if (orderType.equals("Cheess")){
            pizza=new BJCheessPizza();
        }else if(orderType.equals("Pepper")){
            pizza=new BJPepperPizza();
        }
        return pizza;
    }
}
public class LDOrderPizza extends OrderPizza {
    @Override
    Pizza creatPizza(String orderType) {
        Pizza pizza = null;
        if (orderType.equals("Cheess")) {
            pizza = new LDCheessPizza();
        } else if (orderType.equals("Pepper")) {
            pizza = new LDPepperPizza();
        }
        return pizza;
    }
}
//披萨店
public class PizzaStore {
    public static void main(String[] args) {
        new BJOrderPizza();//创建北京各种口味的披萨
        new LDOrderPizza();//创建伦敦各种口味的披萨
    }
}

抽象工厂模式

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。

抽线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)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。
在这里插入图片描述

//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
    Pizza createPizza(String orderType);
}
//这是一个工厂子类
public class BJFactory implements AbsFactory {

    @Override
    public Pizza createPizza(String orderType) {
        Pizza pizza = null;
        if (orderType.equals("Cheess")) {
            pizza = new BJCheessPizza();
        }
        if (orderType.equals("Pepper")) {
            pizza = new BJPepperPizza();
        }
        return pizza;
    }
}
public class LDFactory implements AbsFactory {
    @Override
    public Pizza createPizza(String orderType) {
        Pizza pizza=null;
        if (orderType.equals("Cheess")){
            pizza=new LDCheessPizza();
        }if (orderType.equals("Pepper")){
            pizza=new LDPepperPizza();
        }
        return 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) {
                pizza.prepare();
                pizza.bake();
                pizza.box();
                pizza.cut();
            } 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 type:");
            String str = null;
            str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}
public class PizzaStore {
    public static void main(String[] args) {
        new OrderPizza(new BJFactory());
        new OrderPizza(new LDFactory());
    }
}

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。