设计模式之工厂方法模式

栏目: 后端 · 发布时间: 4年前

0x01.定义与类型

  • 定义:定义一个创建对象的接口,但让实现这个接口的类来决定实例化那个类,工厂方法让类的实例化推迟到子类中进行
  • 类型:创建型
  • uml类图

设计模式之工厂方法模式

  • 代码
//工厂接口
public interface IFactory {
    IProduct createProduct();
}

//产品接口
public interface IProduct {
    void produce();
}

//工厂实现
public class Factory implements IFactory {
    @Override
    public IProduct createProduct() {
        return new Product();
    }
}

//产品实现
public class Product implements IProduct{
    @Override
    public void produce() {
        System.out.println("具体产品业务。");
    }
}

//应用 / 测试类
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        IFactory factory = new Factory();
        IProduct product = factory.createProduct();
        product.produce();
    }
}
  • 应用 / 测试类输出结果
具体产品业务。
  • 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:

    1. 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。
    2. 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。
    3. 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。
    4. 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。

0x02.简单工厂对比工厂方法

  • 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,可以算是工厂方法模式的简化版。
  • 简单工厂如果发生变动是需要修改工厂方法,违反了开闭原则。

0x03.使用场景

  • 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。
  • 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。
  • 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。
  • 总结的说

    1. 创建对象需要大量重复的代码
    2. 客户端(应用层)不依赖于产品类实例如何被创建、实现等细节
    3. 一个类通过其子类来指定创建那个对象(具有产品抽象)

0x04.优点

  • 用户只需要关心所需要产品对应的工厂,无需关心创建细节
  • 加入新产品符合开闭原则,提高可扩展性

0x05.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

0x06.实现样例

  • 在线教育网站具有多种技术种类视频
  • 视频工厂与视频类的定义
//视频工厂
public abstract class VideoFactory {
    public abstract Video getVideo();
}

//视频类
public abstract class Video {
    public abstract void produce();
}
  • Java视频的实现
//Java视频工厂
public class JavaVideoFactory extends VideoFactory {
    @Override
    public JavaVideo getVideo() {
        return new JavaVideo();
    }
}

//Java视频
public class JavaVideo extends Video {
    @Override
    public void produce() {
        System.out.println("录制 Java 课程视频");
    }
}
  • Python视频实现
//Python视频工厂
public class PythonVideoFactory extends VideoFactory {
    @Override
    public PythonVideo getVideo() {
        return new PythonVideo();
    }
}

//Python视频
public class PythonVideo extends Video{
    @Override
    public void produce() {
        System.out.println("录制 Python 课程");
    }
}
  • 前端课程实现
//前端视频实现
public class FEVideoFactory extends VideoFactory {
    @Override
    public FEVideo getVideo() {
        return new FEVideo();
    }
}

//前端视频
public class FEVideo extends Video {
    @Override
    public void produce() {
        System.out.println("录制前端视频");
    }
}
  • 应用与测试类实现
public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        VideoFactory videoFactory = new JavaVideoFactory();
        Video video1 = videoFactory.getVideo();
        video1.produce();

        videoFactory = new PythonVideoFactory();
        Video video2 = videoFactory.getVideo();
        video2.produce();

        videoFactory = new FEVideoFactory();
        Video video3 = videoFactory.getVideo();
        video3.produce();
    }
}
  • 输出结果
录制Java课程视频
录制Python课程
录制前端视频
  • 实现UML类图

设计模式之工厂方法模式

0x07.源码中的工厂方法

  • Collection.iterator()方法

    • 每个集合的具体实现都有一个实现了Iterator的具体实现
    • Collection.iterator相当于是工厂方法
    • ArrayList中的iterator是其中的内部类的实现的工厂
    public Iterator<E> iterator() {
        return new Itr();
    }
    private class Itr implements Iterator<E> {
        //省略了具体实现
    }
    • 使用私有内部类来实现具体产品,实现iterator方法,来生成具体的实现。
  • URLStreamHandlerFactory工厂
  • log4j, logback---->LoggerFactory

0x08.源码地址

工厂方法模式https://github.com/sigmako/design-pattern/tree/master/factory-method

0x09.参考


以上所述就是小编给大家介绍的《设计模式之工厂方法模式》,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对 码农网 的支持!

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