定义:定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类,工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。
类型:创建类模式
类图:
工厂方法模式代码
-
interfaceIProduct{
-
publicvoidproductMethod();
-
}
-
-
classProductimplementsIProduct{
-
publicvoidproductMethod(){
-
System.out.println("产品");
-
}
-
}
-
-
interfaceIFactory{
-
publicIProductcreateProduct();
-
}
-
-
classFactoryimplementsIFactory{
-
publicIProductcreateProduct(){
-
returnnewProduct();
-
}
-
}
-
-
publicclassClient{
-
publicstaticvoidmain(String[]args){
-
IFactoryfactory=newFactory();
-
IProductprodect=factory.createProduct();
-
prodect.productMethod();
-
}
-
}
工厂模式:
首先需要说一下工厂模式。工厂模式根据抽象程度的不同分为三种:简单工厂模式(也叫静态工厂模式)、本文所讲述的工厂方法模式、以及抽象工厂模式。工厂模式是编程中经常用到的一种模式。它的主要优点有:
- 可以使代码结构清晰,有效地封装变化。在编程中,产品类的实例化有时候是比较复杂和多变的,通过工厂模式,将产品的实例化封装起来,使得调用者根本无需关心产品的实例化过程,只需依赖工厂即可得到自己想要的产品。
- 对调用者屏蔽具体的产品类。如果使用工厂模式,调用者只关心产品的接口就可以了,至于具体的实现,调用者根本无需关心。即使变更了具体的实现,对调用者来说没有任何影响。
- 降低耦合度。产品类的实例化通常来说是很复杂的,它需要依赖很多的类,而这些类对于调用者来说根本无需知道,如果使用了工厂方法,我们需要做的仅仅是实例化好产品类,然后交给调用者使用。对调用者来说,产品所依赖的类都是透明的。
工厂方法模式:
通过工厂方法模式的类图可以看到,工厂方法模式有四个要素:
- 工厂接口。工厂接口是工厂方法模式的核心,与调用者直接交互用来提供产品。在实际编程中,有时候也会使用一个抽象类来作为与调用者交互的接口,其本质上是一样的。
- 工厂实现。在编程中,工厂实现决定如何实例化产品,是实现扩展的途径,需要有多少种产品,就需要有多少个具体的工厂实现。
- 产品接口。产品接口的主要目的是定义产品的规范,所有的产品实现都必须遵循产品接口定义的规范。产品接口是调用者最为关心的,产品接口定义的优劣直接决定了调用者代码的稳定性。同样,产品接口也可以用抽象类来代替,但要注意最好不要违反里氏替换原则。
- 产品实现。实现产品接口的具体类,决定了产品在客户端中的具体行为。
前文提到的简单工厂模式跟工厂方法模式极为相似,区别是:简单工厂只有三个要素,他没有工厂接口,并且得到产品的方法一般是静态的。因为没有工厂接口,所以在工厂实现的扩展性方面稍弱,可以算所工厂方法模式的简化版,关于简单工厂模式,在此一笔带过。
适用场景:
不管是简单工厂模式,工厂方法模式还是抽象工厂模式,他们具有类似的特性,所以他们的适用场景也是类似的。
首先,作为一种创建类模式,在任何需要生成复杂对象的地方,都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式,而简单对象,特别是只需要通过new就可以完成创建的对象,无需使用工厂模式。如果使用工厂模式,就需要引入一个工厂类,会增加系统的复杂度。
其次,工厂模式是一种典型的解耦模式,迪米特法则在工厂模式中表现的尤为明显。假如调用者自己组装产品需要增加依赖关系时,可以考虑使用工厂模式。将会大大降低对象之间的耦合度。
再次,由于工厂模式是依靠抽象架构的,它把实例化产品的任务交由实现类完成,扩展性比较好。也就是说,当需要系统有比较好的扩展性时,可以考虑工厂模式,不同的产品用不同的实现工厂来组装。
典型应用
要说明工厂模式的优点,可能没有比组装汽车更合适的例子了。场景是这样的:汽车由发动机、轮、底盘组成,现在需要组装一辆车交给调用者。假如不使用工厂模式,代码如下:
-
classEngine{
-
publicvoidgetStyle(){
-
System.out.println("这是汽车的发动机");
-
}
-
}
-
classUnderpan{
-
publicvoidgetStyle(){
-
System.out.println("这是汽车的底盘");
-
}
-
}
-
classWheel{
-
publicvoidgetStyle(){
-
System.out.println("这是汽车的轮胎");
-
}
-
}
-
publicclassClient{
-
publicstaticvoidmain(String[]args){
-
Engineengine=newEngine();
-
Underpanunderpan=newUnderpan();
-
Wheelwheel=newWheel();
-
ICarcar=newCar(underpan,wheel,engine);
-
car.show();
-
}
-
}
可以看到,调用者为了组装汽车还需要另外实例化发动机、底盘和轮胎,而这些汽车的组件是与调用者无关的,严重违反了迪米特法则,耦合度太高。并且非常不利于扩展。另外,本例中发动机、底盘和轮胎还是比较具体的,在实际应用中,可能这些产品的组件也都是抽象的,调用者根本不知道怎样组装产品。假如使用工厂方法的话,整个架构就显得清晰了许多。
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interfaceIFactory{
-
publicICarcreateCar();
-
}
-
classFactoryimplementsIFactory{
-
publicICarcreateCar(){
-
Engineengine=newEngine();
-
Underpanunderpan=newUnderpan();
-
Wheelwheel=newWheel();
-
ICarcar=newCar(underpan,wheel,engine);
-
returncar;
-
}
-
}
-
publicclassClient{
-
publicstaticvoidmain(String[]args){
-
IFactoryfactory=newFactory();
-
ICarcar=factory.createCar();
-
car.show();
-
}
-
}
使用工厂方法后,调用端的耦合度大大降低了。并且对于工厂来说,是可以扩展的,以后如果想组装其他的汽车,只需要再增加一个工厂类的实现就可以。无论是灵活性还是稳定性都得到了极大的提高。
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