设计模式之工厂模式

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2024-07-04 21:03:37 236人阅读

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工厂模式主要是用来生成具有相同接口的类

工厂模式主要包括：
1、简单工厂
2、工厂方法

3、抽象工厂

我们首先来学习一下简单工厂的原理：
学习背景：
我需要这样一个智能程序，我对它讲话，它能够为我制造一台能够满足我需求的电器
如：我要看电视，它给我制造一台电视，我要洗衣服，它给我制造一台洗衣机...
首先我使用面向过程的方法来实现这个程序

 public static void main(String[] args) throws IOException 
  {
    //从控制台获取用户需求
    BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    String input=br.readLine();
    //根据用户需求，制造相应的电器为用户服务
    if(input.equals("洗衣服"))
    {
      Washer washer=new Washer();
      washer.execute();
    }else if(input.equals("看电视"))
    {
      Televisor tv=new Televisor();
      tv.execute();
    }else if(input.equals("冰冻食物"))
    {
      Refrigerator ref=new Refrigerator();
      ref.execute();
    }
  }

上面这段程序基本功能是具备了的，但是有一种坏的味道(重构里面喜欢用的词)，所有的逻辑判断都放在了客户端程序中，如果用户的需求变了，那么我们就需要更改客户端代码，添加逻辑判断，对于代码的扩展非常不方面，而且也不合符“开放-封闭”原则，像这种根据不同的需求要生成具有类似功能类的情况非常适合使用工厂模式解决，下面我就使用简单工厂模式在解决这个问题：

简单工厂的类图如下：

步骤：
1、建立一个电器的公用接口Machine

 /**
 * 电器的公用接口，没一种使用工厂创建的都必须实现它
 * com.design.factory.simple.Machine
 * @author yuanzeyao <br/>
 * create at 2014年5月17日 上午10:44:58
 */
	public interface Machine
	{
	  public void execute();
	}

2、每一种电器都实现接口，具体见代码
3、工厂类

/**
 * 简单工厂类，用于生产实现了Machine的各种电器
 * com.design.factory.simple.SimpleFactory
 * @author yuanzeyao <br/>
 * create at 2014年5月17日 上午10:34:41
 */
public class SimpleFactory
{
  private static final String TAG = "SimpleFactory";
  public static Machine createMachine(String demand)
  {
    //根据用户需求，制造相应的电器为用户服务
    if(demand.equals("洗衣服"))
    {
      return new Washer();
    }else if(demand.equals("看电视"))
    {
      return new Televisor();
    }else if(demand.equals("看电视"))
    {
      return new Refrigerator();
    }else
      return null;
  }
}

 4、客户端
 public class Simple2
{
  private static final String TAG = "Simple2";
  public static void main(String[] args) throws IOException
  {
    //从控制台获取用户需求
    BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    String input=br.readLine();
    Machine machine=SimpleFactory.createMachine(input);
    if(machine!=null)
    {
      machine.execute();
    }
    
  }
}

使用了简单工厂后，最大的好处就是方便了添加用户需求，将逻辑判断代码都移到了工厂类里面，当我们需要添加新的需求时，仅仅修改工厂类即可，不需要修改客户端代码，以上就是简单工厂设计模式，非常简单

下面使用工厂方法实现同样的功能
之所以有工厂方法模式，是因为简单工厂有一些缺点：
当系统中的具体产品类不断增多时候，可能会出现要求工厂类根据不同条件创建不同实例的需求．这种对条件的判断和对具体产品类型的判断交错在一起，很难避免模块功能的蔓延，对系统的维护和扩展非常不利

所以我们一定要明白一个道理：没有十全十美的设计模式，如果这个设计模式符合你的需求那么就是最好的

工厂方法模式和简单工厂模式的区别如下：
1、每个具体产品都有一个对应的工厂类，并且为工厂类抽象出一个借口
2、在客户端根据条件使用不同的工厂类

工厂方法的类图如下：

实现方式：
1、编写一个抽象工厂类

/**
 * 工厂抽象出来的接口
 * com.design.factory.method.IFactory
 * @author yuanzeyao <br/>
 * create at 2014年5月17日 上午11:34:03
 */
public interface IFactory
{
  public static final String TAG = "IFactory";
  public Machine createMachine();
}

2、各个机器的具体工厂类，这里我只贴出洗衣机的，其他的大家可以下载代码查看

/**
 * 洗衣机具体工厂类
 * com.design.factory.method.WasherFactory
 * @author yuanzeyao <br/>
 * create at 2014年5月17日 上午11:35:43
 */
public class WasherFactory implements IFactory
{
  private static final String TAG = "WasherFactory";

  @Override
  public Machine createMachine()
  {
    return new Washer();
  }
}

3、客户端代码：

public class Sample3
{
  private static final String TAG = "Sample";
  public static void main(String[] args) throws IOException
  {
    IFactory factory=null;
    //从控制台获取用户需求
    BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    String input=br.readLine();
    //根据用户需求，制造相应的电器为用户服务
    if(input.equals("洗衣服"))
    {
      factory=new WasherFactory();
    }else if(input.equals("看电视"))
    {
      factory=new TelevisorFactory();
    }else if(input.equals("冰冻食物"))
    {
      factory=new RefrigeratorFactory();
    }
    
    Machine machine=factory.createMachine();
    machine.execute();
  }
}

我们总结下工厂方法和简单工厂方法的区别吧
在简单工厂方法中，将所有的判断逻辑加入到了工厂类中，这样创建所有机器的细节封装到工厂中，对用户来说非常方便，但是这样导致工厂的责任过于重大，一旦某个逻辑出问题，所有的机器都造不出来。
在工厂方法模式中就将工厂抽象出来了，每个机器都有个工厂，这样一个工厂出问题，其他工厂仍然能够使用，但是这个设计模式有个缺点就是每增加一个需求，需要增加2个类，所以可能导致产生很多的类

下面我们来学习工厂模式的最后一种：抽象工厂方法
抽象工厂方法是要求一个工厂能够创建所有的产品(有点像简单工厂)，以及为每个工厂抽取一个公共接口（有点像工厂方法），只不过具体的工厂中的产品要有某种关联。

举个例子：比如我的需求是洗衣服，那么工厂就为我创建洗衣机，如果这个工厂是“美的”，那么就生产美的的，如果这个工厂是“康佳”的，那么就生产康佳的（我只是举例的，它们不一定生产这些电器），此时美的也生产电视，冰箱等等家电，同时康佳也都生产这些家电。

我们使用代码来实现抽象工厂
1、实现一个工厂的抽象类

/**
 *抽象工厂类，里面生产多件产品，这些产品有着某种关联，比如都是该厂家生产
 * com.design.factory.abstractfactory.IFactory
 * @author yuanzeyao <br/>
 * create at 2014年5月17日 下午12:31:44
 */
public interface IFactory
{
  public Machine createTelevisor();
  public Machine createWasher();
  public Machine createRefrigerator();
}

2、实现一个厂家所有产品的具体实现类，具体见代码
3、实现每个具体工厂类

/**
 * 生产美的电器的工厂
 * com.design.factory.abstractfactory.MediaFactory
 * @author yuanzeyao <br/>
 * create at 2014年5月17日 下午12:39:41
 */
public class MediaFactory implements IFactory
{
  private static final String TAG = "MediaFactory";

  @Override
  public Machine createTelevisor()
  {
    return new MediaTv();
  }

  @Override
  public Machine createWasher()
  {
    return new MediaWasher();
  }

  @Override
  public Machine createRefrigerator()
  {
    return new MediaRefrigerator();
  }
}

/**
 * 生产康佳电器的工厂
 * com.design.factory.abstractfactory.KanjiaFactory
 * @author yuanzeyao <br/>
 * create at 2014年5月17日 下午12:40:00
 */
public class KanjiaFactory implements IFactory
{
  private static final String TAG = "MediaFactory";

  @Override
  public Machine createTelevisor()
  {
    return new KanjiaTv();
  }

  @Override
  public Machine createWasher()
  {
    return new KanjiaWasher();
  }

  @Override
  public Machine createRefrigerator()
  {
    return new KanjiaRefrigerator();
  }
}

4、客户端代码

public class Sample4
{
  private static final String TAG = "Sample4";
  public static void main(String[] args) throws IOException
  {
    //从控制台获取用户需求
    //数据输入格式：厂家首字母大写_需求 如：M_洗衣服，就给你返回美的洗衣机
    BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    String input=br.readLine();
    String[]inputs=input.split("_");
    IFactory factory=null;
    if(inputs[0].equals("M"))
    {
      factory=new MediaFactory();
    }else
    {
      factory=new KanjiaFactory();
    }
    
    if(inputs[1].equals("洗衣服"))
    {
      factory.createWasher().execute();
    }else if(inputs[1].equals("看电视"))
    {
      factory.createTelevisor().execute();
    }else if(inputs[1].equals("冰冻食物"))
    {
      factory.createRefrigerator().execute();
    }
  }
}

其实这段代码的外面还可以加一层简单工厂模式，也就是结合简单工厂+抽象工厂，来优化代码
学到这里，工厂模式差不多也结束了，三种工厂模式各有各的有点，我们需要根据具体情况来使用，欢迎大家留言讨论...

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