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设计模式总结(一):简单工厂模式

husthang
 husthang
发布于 2017/02/20 10:24
字数 1738
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一、模式定义

  • 简单工厂模式(Simple Factory Pattern):又称为静态工厂方法(Static Factory Method)模式,它属于类创建型模式(同属于创建型模式的还有工厂方法模式,抽象工厂模式,单例模式,建造者模式)。在简单工厂模式中,可以根据参数的不同返回不同类的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例,被创建的实例通常都具有共同的父类。

二、模式结构

简单工厂模式结构

  • 从上图可以看出,简单工厂模式由三部分组成:具体工厂、具体产品和抽象产品。
    • 工厂类(Creator)角色:担任这个角色的是简单工厂模式的核心,含有与应用紧密相关的商业逻辑。工厂类在客户端的直接调用下创建产品对象,它往往由一个具体Java类实现。
    • 抽象产品(AbstractProduct)角色:担任这个角色的类是由简单工厂模式所创建的对象的父类,或它们共同拥有的接口。抽象产品角色可以用一个Java接口或者Java抽象类实现。
    • 具体产品(ConcreteProduct)角色:简单工厂模式所创建的任何对象都是这个角色的实例,具体产品角色由一个具体Java类实现。

三、模式动机

  • 使用简单工厂模式可以将产品的“消费”和生产完全分开,客户端只需要知道自己需要什么产品,如何来使用产品就可以了,具体的产品生产任务由具体的工厂类来实现。工厂类根据传进来的参数生产具体的产品供消费者使用。这种模式使得更加利于扩展,当有新的产品加入时仅仅需要在工厂中加入新产品的构造就可以了。

四、实例分析

  • 话说有一位土豪,他家有三辆汽车——Benz奔驰、Bmw宝马、Audi奥迪,还雇了司机为他开车。不过,土豪坐车时总是怪怪的:上Benz车后跟司机说“开奔驰车!”坐上Bmw后他说“开宝马车!”,坐上Audi说“开奥迪车!”。你一定说:这人有病!直接说开车不就行了?! 而当把土豪的行为放到我们程序设计中来时,会发现这是一个普遍存在的现象。幸运的是,这种有病的现象在OO(面向对象)语言中可以避免了。下面就以Java语言为例来讲解一下如何避免这种问题。
  • 实例代码实现
package com.liuhang.factoryModel;
/**
 * Created by liuhang on 2017/2/17.
 * 汽车抽象类,所有汽车类的父类
 */
public abstract class Car {
    abstract void drive();
}
package com.liuhang.factoryModel;
/**
 * Created by liuhang on 2017/2/17.
 * Audi奥迪类
 */
public class Audi extends Car {
    public Audi() {
        System.out.println("Create an Audi");
    }

    @Override
    void drive() {
        System.out.println("Audi start engine");
    }
}
package com.liuhang.factoryModel;
/**
 * Created by liuhang on 2017/2/17.
 * Car工厂类
 */
public class Driver {
    public static Car getCar(String type) throws Exception {
        if (type.equals("Audi")) {
            return new Audi();
        } else if (type.equals("Bmw")) {
            return new Bmw();
        } else if (type.equals("Benz")) {
            return new Benz();
        } else {
            throw new Exception();
        }
    }
}
package com.liuhang.factoryModel;
import org.junit.Test;
/**
 * Created by liuhang on 2017/2/17.
 * 测试简单工厂模式
 */
public class EasyFactoryModelTest {
    @Test
    public void testEasyFactoryModel() throws Exception {
        Car car = Driver.getCar("Benz");
        car.drive();
    }
}
  • 从这个实例的实现中,我们可以看到,土豪不需要自己new汽车对象,而是告诉Driver类今天我想要开什么车,Driver就会自动的将想要的汽车创建出来,然后土豪坐在车里只需要说开车就好了,这与我们现实中的逻辑相符合.Driver类就是我们说的工厂,他用if-else语句来判断需要创建什么类型的对象(当然也可以使用switch语句),这就是简单工厂模式

五、模式优点

  • 工厂类含有必要的判断逻辑,可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例,客户端可以免除直接创建产品对象的责任,而仅仅“消费”产品;简单工厂模式通过这种做法实现了对责任的分割,它提供了专门的工厂类用于创建对象。
  • 客户端无须知道所创建的具体产品类的类名,只需要知道具体产品类所对应的参数即可,对于一些复杂的类名,通过简单工厂模式可以减少使用者的记忆量。
  • 通过引入配置文件,可以在不修改任何客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类,在一定程度上提高了系统的灵活性。
  • 当需要引入新的产品是不需要修改客户端的代码,只需要添加相应的产品类并修改工厂类就可以了,所以说从产品的角度上简单工厂模式是符合“开-闭”原则的。

六、模式缺点

  • 由于工厂类集中了所有产品创建逻辑,工厂类一般被我们称作“全能类”或者“上帝类”,因为所有的产品创建他都能完成,这看似是好事,但仔细想想是有问题的。比如全国上下所有的事情都有国家主义一个人干会不会有问题,当然有!一旦不能正常工作,整个系统都要受到影响。
  • 使用简单工厂模式将会增加系统中类的个数,在一定程序上增加了系统的复杂度和理解难度。
  • 系统扩展困难,一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑,在产品类型较多时,有可能造成工厂逻辑过于复杂,不利于系统的扩展和维护。所以说从工厂的角度来说简单工厂模式是不符合“开-闭”原则的。
  • 简单工厂模式由于使用了静态工厂方法,造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。

七、适用场景

  • 在以下情况下可以使用简单工厂模式:
    1. 工厂类负责创建的对象比较少:由于创建的对象较少,不会造成工厂方法中的业务逻辑太过复杂。
    2. 客户端只知道传入工厂类的参数,对于如何创建对象不关心:客户端既不需要关心创建细节,甚至连类名都不需要记住,只需要知道类型所对应的参数。

八、简单工厂模式在JDK中的应用

  • JDK类库中广泛使用了简单工厂模式,如工具类java.text.DateFormat,它用于格式化一个本地日期或者时间。
public final static DateFormat getDateInstance();
public final static DateFormat getDateInstance(int style); 
public final static DateFormat getDateInstance(int style,Locale locale);

八、参考

  1. 写最好的设计模式专栏
  2. 我的代码|GitHub

© 著作权归作者所有

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