首页 > 代码库 > 工厂方法模式(Java与Kotlin版)

工厂方法模式(Java与Kotlin版)

 

前文推送

设计模式

简单工厂模式(Java与Kotlin版)

 

Kotlin基础知识

Kotlin入门第一课:从对比Java开始

Kotlin入门第二课:集合操作

Kotlin入门第三课:数据类型

初次尝试用Kotlin实现Android项目

 

1. 定义

工厂方法模式(Factory Method Pattern)又称为工厂模式,也叫虚拟构造器(Virtual Constructor)模式或者多态工厂(Polymorphic Factory)模式,它属于类创建型模式。在工厂方法模式中,工厂父类负责定义创建产品对象的公共接口,而工厂子类则负责生成具体的产品对象,这样做的目的是将产品类的实例化操作延迟到工厂子类中完成,即通过工厂子类来确定究竟应该实例化哪一个具体产品类。

 

2. 结构

Factory:抽象工厂角色,定义创建实例的抽象方法;

ConcreteFactory:具体工厂角色,负责创建特定实例;

Product:抽象产品角色,是所创建的所有对象的父类,负责描述所有实例所共有的公共接口;

ConcreteProduct:具体产品角色,是创建目标,所有创建的对象都充当这个角色的某个具体类的实例。

 

3. 代码

3.1 Java

Product:

1 abstract class Product {2     abstract void print();3 }

定义了抽象产品角色,及抽象方法print。

ConcreteProductA与ConcreteProductB:

 1 class ConcreteProductA extends Product { 2     void print() { 3         System.out.println("print of ConcreteProductA"); 4     } 5 } 6  7 class ConcreteProductB extends Product { 8     void print() { 9         System.out.println("print of ConcreteProductB");10     }11 }

定义了两个具体产品角色,分别实现了print方法。

Factory:

1 abstract class Factory {2     abstract Product factoryMethod();3 }

定义了抽象工厂角色,及抽象方法factoryMethod。

ConcreteFactoryA与ConcreteFactoryB:

 1 class ConcreteFactoryA extends Factory { 2     Product factoryMethod() { 3         System.out.println("create ProductA"); 4  5         return new ConcreteProductA(); 6     } 7 } 8  9 class ConcreteFactoryB extends Factory {10     Product factoryMethod() {11         System.out.println("create ProductB");12 13         return new ConcreteProductB();14     }15 }

定义了两个具体工厂角色,分别实现了factoryMethod方法。

FactoryMethodPattern:

 1 public class FactoryMethodPattern { 2     public static void main(String[] args) { 3         System.out.println("Factory Method Pattern"); 4  5         Factory factory = new ConcreteFactoryA(); 6         Product product = factory.factoryMethod(); 7         product.print(); 8  9         factory = new ConcreteFactoryB();10         product = factory.factoryMethod();11         product.print();12     }13 }

不同的具体产品实例,用不同的具体工厂来创建。

输出:

技术分享

 

3.2 Kotlin

Product:

1 abstract class Product {2     abstract fun print()3 }

ConcreteProductA与ConcreteProductB:

 1 class ConcreteProductA : Product() { 2     override fun print() { 3         println("print of ConcreteProductA") 4     } 5 } 6  7 class ConcreteProductB : Product() { 8     override fun print() { 9         println("print of ConcreteProductB")10     }11 }

Factory:

1 abstract class Factory {2     abstract fun factoryMethod(): Product3 }

ConcreteFactoryA与ConcreteFactoryB:

 1 class ConcreteFactoryA : Factory() { 2     override fun factoryMethod(): Product { 3         println("create ProductA") 4  5         return ConcreteProductA() 6     } 7 } 8  9 class ConcreteFactoryB : Factory() {10     override fun factoryMethod(): Product {11         println("create ProductB")12 13         return ConcreteProductB()14     }15 }

FactoryMethodPattern:

 1 fun main(args: Array<String>) { 2     println("Factory Method Pattern") 3  4     var factory: Factory = ConcreteFactoryA() 5     var product = factory.factoryMethod() 6     product.print() 7  8     factory = ConcreteFactoryB() 9     product = factory.factoryMethod()10     product.print()11 }

输出同上。

 

4. 优缺点

4.1 优点

在工厂方法模式中,工厂方法用来创建客户所需要的产品,同时还向客户隐藏了哪种具体产品类将被实例化这一细节,用户只需要关心所需产品对应的工厂,无须关心创建细节,甚至无须知道具体产品类的类名;

基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键。它能够使工厂可以自主确定创建何种产品对象,而如何创建这个对象的细节则完全封装在具体工厂内部。工厂方法模式之所以又被称为多态工厂模式,是因为所有的具体工厂类都具有同一抽象父类;

使用工厂方法模式的另一个优点是在系统中加入新产品时,无须修改抽象工厂和抽象产品提供的接口,无须修改客户端,也无须修改其他的具体工厂和具体产品,而只要添加一个具体工厂和具体产品就可以了。这样,系统的可扩展性也就变得非常好,完全符合“开闭原则”。

 

4.2 缺点

在添加新产品时,需要编写新的具体产品类,而且还要提供与之对应的具体工厂类,系统中类的个数将成对增加,在一定程度上增加了系统的复杂度,有更多的类需要编译和运行,会给系统带来一些额外的开销;

由于考虑到系统的可扩展性,需要引入抽象层,在客户端代码中均使用抽象层进行定义,增加了系统的抽象性和理解难度,且在实现时可能需要用到DOM、反射等技术,增加了系统的实现难度。

 

5. 适用场景

一个类不知道它所需要的对象的类:在工厂方法模式中,客户端不需要知道具体产品类的类名,只需要知道所对应的工厂即可,具体的产品对象由具体工厂类创建;客户端需要知道创建具体产品的工厂类;

一个类通过其子类来指定创建哪个对象:在工厂方法模式中,对于抽象工厂类只需要提供一个创建产品的接口,而由其子类来确定具体要创建的对象,利用面向对象的多态性和里氏代换原则,在程序运行时,子类对象将覆盖父类对象,从而使得系统更容易扩展;

将创建对象的任务委托给多个工厂子类中的某一个,客户端在使用时可以无须关心是哪一个工厂子类创建产品子类,需要时再动态指定,可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。

工厂方法模式(Java与Kotlin版)