一文看懂JAVA設(shè)計模式之工廠模式
工廠顧名思義就是創(chuàng)建產(chǎn)品,根據(jù)產(chǎn)品是具體產(chǎn)品還是具體工廠可分為簡單工廠模式和工廠方法模式,根據(jù)工廠的抽象程度可分為工廠方法模式和抽象工廠模式。該模式用于封裝和管理對象的創(chuàng)建,是一種創(chuàng)建型模式。本文從一個具體的例子逐步深入分析,來體會三種工廠模式的應(yīng)用場景和利弊。
1. 簡單工廠模式
該模式對對象創(chuàng)建管理方式最為簡單,因為其僅僅簡單的對不同類對象的創(chuàng)建進行了一層薄薄的封裝。該模式通過向工廠傳遞類型來指定要創(chuàng)建的對象,其UML類圖如下:
下面我們使用手機生產(chǎn)來講解該模式:
Phone類:手機標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范類(AbstractProduct)
public interface Phone { void make(); }
MiPhone類:制造小米手機(Product1)
public class MiPhone implements Phone { public MiPhone() { this.make(); } @Override public void make() { // TODO Auto-generated method stub System.out.println("make xiaomi phone!"); } }
IPhone類:制造蘋果手機(Product2)
public class IPhone implements Phone { public IPhone() { this.make(); } @Override public void make() { // TODO Auto-generated method stub System.out.println("make iphone!"); } }
PhoneFactory類:手機代工廠(Factory)
public class PhoneFactory { public Phone makePhone(String phoneType) { if(phoneType.equalsIgnoreCase("MiPhone")){ return new MiPhone(); } else if(phoneType.equalsIgnoreCase("iPhone")) { return new IPhone(); } return null; } }
演示:
public class Demo { public static void main(String[] arg) { PhoneFactory factory = new PhoneFactory(); Phone miPhone = factory.makePhone("MiPhone"); // make xiaomi phone! IPhone iPhone = (IPhone)factory.makePhone("iPhone"); // make iphone! } }
2. 工廠方法模式(Factory Method)
和簡單工廠模式中工廠負責(zé)生產(chǎn)所有產(chǎn)品相比,工廠方法模式將生成具體產(chǎn)品的任務(wù)分發(fā)給具體的產(chǎn)品工廠,其UML類圖如下:
也就是定義一個抽象工廠,其定義了產(chǎn)品的生產(chǎn)接口,但不負責(zé)具體的產(chǎn)品,將生產(chǎn)任務(wù)交給不同的派生類工廠。這樣不用通過指定類型來創(chuàng)建對象了。
接下來繼續(xù)使用生產(chǎn)手機的例子來講解該模式。
其中和產(chǎn)品相關(guān)的Phone類、MiPhone類和IPhone類的定義不變。
AbstractFactory類:生產(chǎn)不同產(chǎn)品的工廠的抽象類
public interface AbstractFactory { Phone makePhone(); }
XiaoMiFactory類:生產(chǎn)小米手機的工廠(ConcreteFactory1)
public class XiaoMiFactory implements AbstractFactory{ @Override public Phone makePhone() { return new MiPhone(); } }
AppleFactory類:生產(chǎn)蘋果手機的工廠(ConcreteFactory2)
public class AppleFactory implements AbstractFactory { @Override public Phone makePhone() { return new IPhone(); } }
演示:
public class Demo { public static void main(String[] arg) { AbstractFactory miFactory = new XiaoMiFactory(); AbstractFactory appleFactory = new AppleFactory(); miFactory.makePhone(); // make xiaomi phone! appleFactory.makePhone(); // make iphone! } }
3. 抽象工廠模式(Abstract Factory)
上面兩種模式不管工廠怎么拆分抽象,都只是針對一類產(chǎn)品Phone(AbstractProduct),如果要生成另一種產(chǎn)品PC,應(yīng)該怎么表示呢?
最簡單的方式是把2中介紹的工廠方法模式完全復(fù)制一份,不過這次生產(chǎn)的是PC。但同時也就意味著我們要完全復(fù)制和修改Phone生產(chǎn)管理的所有代碼,顯然這是一個笨辦法,并不利于擴展和維護。
抽象工廠模式通過在AbstarctFactory中增加創(chuàng)建產(chǎn)品的接口,并在具體子工廠中實現(xiàn)新加產(chǎn)品的創(chuàng)建,當(dāng)然前提是子工廠支持生產(chǎn)該產(chǎn)品。否則繼承的這個接口可以什么也不干。
其UML類圖如下:
從上面類圖結(jié)構(gòu)中可以清楚的看到如何在工廠方法模式中通過增加新產(chǎn)品接口來實現(xiàn)產(chǎn)品的增加的。
接下來我們繼續(xù)通過小米和蘋果產(chǎn)品生產(chǎn)的例子來解釋該模式。
為了弄清楚上面的結(jié)構(gòu),我們使用具體的產(chǎn)品和工廠來表示上面的UML類圖,能更加清晰的看出模式是如何演變的:
PC類:定義PC產(chǎn)品的接口(AbstractPC)
public interface PC { void make(); }
MiPC類:定義小米電腦產(chǎn)品(MIPC)
public class MiPC implements PC { public MiPC() { this.make(); } @Override public void make() { // TODO Auto-generated method stub System.out.println("make xiaomi PC!"); } }
MAC類:定義蘋果電腦產(chǎn)品(MAC)
public class MAC implements PC { public MAC() { this.make(); } @Override public void make() { // TODO Auto-generated method stub System.out.println("make MAC!"); } }
下面需要修改工廠相關(guān)的類的定義:
AbstractFactory類:增加PC產(chǎn)品制造接口
public interface AbstractFactory { Phone makePhone(); PC makePC(); }
XiaoMiFactory類:增加小米PC的制造(ConcreteFactory1)
public class XiaoMiFactory implements AbstractFactory{ @Override public Phone makePhone() { return new MiPhone(); } @Override public PC makePC() { return new MiPC(); } }
AppleFactory類:增加蘋果PC的制造(ConcreteFactory2)
public class AppleFactory implements AbstractFactory { @Override public Phone makePhone() { return new IPhone(); } @Override public PC makePC() { return new MAC(); } }
演示:
public class Demo { public static void main(String[] arg) { AbstractFactory miFactory = new XiaoMiFactory(); AbstractFactory appleFactory = new AppleFactory(); miFactory.makePhone(); // make xiaomi phone! miFactory.makePC(); // make xiaomi PC! appleFactory.makePhone(); // make iphone! appleFactory.makePC(); // make MAC! } }
總結(jié):
上面介紹的三種工廠模式有各自的應(yīng)用場景,實際應(yīng)用時能解決問題滿足需求即可,可靈活變通,無所謂高級與低級。
此外無論哪種模式,由于可能封裝了大量對象和工廠創(chuàng)建,新加產(chǎn)品需要修改已定義好的工廠相關(guān)的類,因此對于產(chǎn)品和工廠的擴展不太友好,利弊需要權(quán)衡一下。
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