4.Factory Pattern(工厂模式)

2023-05-26,,

工厂模式(Factory Pattern)定义:

  定义了一个创建对象的接口,但由子类决定要实例化的类是哪一个。工厂方法让类把实例化推迟到子类。

  针对实现编程,但是当我们每次使用new时候,不正是在针对实现编程吗?是的,当使用“new”时,你的确实在实例化一个具体类,所以用的确实是实现,而不是接口。代码绑定这具体类会导致代码更脆弱,更缺乏弹性。

  Duck duck                          =                           new GreenDuck();

  使用接口让代码具有弹性                                 但还是得建立具体类的实例

  但我们总是要用new来创建对象吧。是的,在技术上,new没有错,毕竟这是Java基础部分。真正的犯人是我们的老朋友 “改变”,以及它是如何影响new的使用的。

看下面的代码:

 /*当有一群相关的具体类时,通常会写出这样的代码*/
Duck duck; if(picnic){
duck = new GreenDuck();
}else if(hunting){
duck = new DecoyDuck();
}else if(inBathTub){
duck = new RubberDuck();
}...//还有更多的实现类,在运行程序时,要通过判断,来确定创建哪个对象

  针对接口编程,可以隔离掉以后系统可能发生的一大堆改变。如果代码是针对接口编程而写,那么通过多态,它可以与任何新类实现该接口。但是,当代码使用大量的具体类时,等于是自找麻烦,因为一旦加入新的具体类,就必须改变代码。也就是说,你的代码并非 “对修改关闭”。想用新的具体类型来扩展代码,必须重新打开它。所以,遇到问题时候,就应该回到OO设计原则去寻找线索。别忘了,我们的第一个原则用来处理改变,并帮助我们 “找出会变化的方面,把它们从不变的部分分离出来”

举例:

  有一家比萨店,定制比萨的方法如下:

 Pizza orderPizza(String type){//这只是类中一个方法,将想要定制的比萨的type类型传入,就会制作出相应的比萨
Pizza pizza; if(type.equals("cheese")){//根据比萨的type类型,实例化正确的具体类,然后将其赋值给pizza实例变量。
pizza = new CheesePizza();//请注意,这里的任何比萨都必须实现Pizza接口
}else if(type.equals("greek"){
pizza = new GreekPizza();
}else if(type.equals("pepperoni"){
pizza = new PepperoniPizza();
} pizza.prepare();//一旦知道要制作什么类型的比萨,那么我们将要进行加工
pizza.bake();//这四个方法,分别是制作比萨的四个步骤
pizza.cut();
pizza.box(); return pizza;
}

orderPizza

正如上面所说,我们要制作新的比萨具体类或者删除现有的比萨具体类,都需要打开orderPizza()方法所在的类,来添加或删除里面的实例化。

我们要做的是,找出会变化的方面,把它们从不变的部分分离出来,现在我们将判断制作比萨类型部分从orderPizza()方法中分离出来:

 Pizza orderPizza(String type){//这只是类中一个方法,将想要定制的比萨的type类型传入,就会制作出相应的比萨
Pizza pizza; //原先实例化比萨的部分被分离出去 pizza.prepare();//一旦知道要制作什么类型的比萨,那么我们将要进行加工
pizza.bake();//这四个方法,分别是制作比萨的四个步骤
pizza.cut();
pizza.box(); return pizza;
}

orderPizza

 public class SimplePizzaFactory{
public Pizza createPizza(String type){
Pizza pizza = null; if(type.equals("cheese")){//根据比萨的type类型,实例化正确的具体类,然后将其赋值给pizza实例变量。
pizza = new CheesePizza();//请注意,这里的任何比萨都必须实现Pizza接口
}else if(type.equals("pepperoni"){//删除了一些比萨,又增加了一些比萨
pizza = new PepperoniPizza();
}else if(type.equals("clam"){
pizza = new ClamPizza();
}else if(type.equals("veggie"){
pizza = new VeggiePizza();
} return pizza;
}
}

SimplePizzaFactory

  从上面代码可以看出,我们将orderPizza()方法中实例化比萨的部分分离出来,单独放入了SimplePizzaFactory类中。

  那么,关于new的问题还是没有解决,我们还是针对实现编程,只是把针对实现编程的部分搬到了另一个对象中。问题还是存在,没错,确实存在。但是我们已经做到最小化改变代码(以我们现在所学的知识,还不足以脱离new来实例化对象,所以肯定要针对实现编程。若不能避免,那就做到最好!),若以后要修改创建比萨实例部分,就只要打开SimplePizzaFactory类就可以修改。

  现在我们将PizzaStore(比萨店)类实现:

 public class PizzaStore{
SimplePizzaFactory factory;//比萨工厂对象 public PizzaStore(SimplePizzaFactory factory){//在构造器中,需要一个工厂对象作为参数
this.factory = factory;
} public Pizza orderPizza(String type){
Pizza pizza; pizza = factory.createPizza(type);//将实例化比萨对象的责任交给工厂对象 pizza.prepare();//一旦知道要制作什么类型的比萨,那么我们将要进行加工
pizza.bake();//这四个方法,分别是制作比萨的四个步骤
pizza.cut();
pizza.box(); return pizza;
}
}

PizzaStore

上面的就是简单工厂模式,这只是小本生意的开始。我们只开了一家比萨店,现在我们的比萨店出名了,要开跨地区连锁店,规定每个地区开一家。我们做的比萨要符合当地人的口味。于是各个地区的比萨口味又不一样。

  不多说先把Pizza抽象类实现了:

 import java.util.ArrayList;

 public abstract class Pizza{
String name;//比萨名字
String dough;//面团
String sauce;//酱
ArrayList toppings = new ArrayList();//配料列表 void prepare(){//准备做比萨方法
System.out.println("Preparing " + name);
System.out.println("Tossing dough...");
System.out.println("Adding sauce...");
System.out.println("Adding toppings: "); for(int i = 0; i < toppings.size(); i++){
System.out.println(" " + toppings.get(i));
}
} void bake(){//烘焙方法
System.out.println("Bake for 25 minutes at 350");
} void cut(){//切块方法
System.out.println("Cutting the pizza into diagonal slices");
} void box(){//装盒方法
System.out.println("Place pizza in official PizzaStore box");
} public String getName(){//获取名称方法
return name;
}
}

Pizza

  然后根据各地区做出不同的Pizza:

 public class NYStyleCheesePizza extends Pizza{//NewYork比萨
public NYStyleCheesePizza(){
name = "NY Style Sauce and Cheese Pizza";
dough = "Thin Crust Dough";
sauce = "Marinara Sauce"; toppings.add("Grated Reggiano Cheese");
}
}

NYStyleCheesePizza

 public class ChicagoStyleCheesePizza extends Pizza{//Chicago比萨
public ChicagoStyleCheesePizza(){
name = "Chicago Style Deep Dish Cheese Pizza";
dough = "Extra Thick Crust Dough";
sauce = "Plum Tomato Sauce"; toppings.add("Shredded Mozzarella Cheese");
} void cut(){
System.out.println("Cutting the pizza into square slices");
}
}

ChicagoStyleCheesePizza

  实现PizzaStore抽象类:

 public abstract class PizzaStore{//所有地区的PizzaStore都要继承该抽象类
public Pizza orderPizza(String type){//定制Pizza方法
Pizza pizza; pizza = createPizza(type);//创建Pizza实例 pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box(); return pizza;
} abstract Pizza createPizza(String type);//创建Pizza实例的方法由每个地区的PizzaStore子类来实现
}

PizzaStore

  每个地区开一个PizzaStore:

 public class NYPizzaStore extends PizzaStore{//NewYork店
Pizza createPizza(String item){
if(item.equals("cheese")){//可以制作出cheese口味的Pizza
return new NYStyleCheesePizza();
}else return null;//也可以制作出其他口味的Pizza,我就不实现了。
}
}

NYPizzaStore

 public class ChicagoPizzaStore extends PizzaStore{//Chicago店
Pizza createPizza(String item){
if(item.equals("cheese")){//可以制作出Cheese口味的Pizza
return new ChicagoStyleCheesePizza();
}else return null;//也可以制作出其他口味的Pizza,我就不实现了。
}
}

ChicagoPizzaStore

  测试类:

 public class PizzaTestDrive{

     public static void main(String args[]){
//先开店
PizzaStore nyStore = new NYPizzaStore();
PizzaStore chicagoStore = new ChicagoPizzaStore(); //NYPizzaStore店制作出cheese口味的Pizza
Pizza pizza = nyStore.orderPizza("cheese");
System.out.println("Ethan ordered a " + pizza.getName() + "\n");
//ChicagoPizzaStore店制作出cheese口味的Pizza
pizza = chicagoStore.orderPizza("cheese");
System.out.println("Joel ordered a " + pizza.getName() + "\n");
}
}

PizzaTestDrive

编译运行结果:

  上面的就是工厂模式。

总结一下,有两个抽象类:

1.Pizza抽象类:这个抽象类是产品抽象类,换句话说就是工厂要制作出的产品。所有的Pizza子类都要继承自该Pizza抽象类。

2.PizzaStore抽象类:这个抽象类是工厂抽象类,这个抽象类中有一个createPizza()抽象方法,这个方法就是为了让子类去实现自己的产品类。这样一来,子类可以根据自己的情况,随心所欲的生产符合自己口味的产品。

再细细地品味一下工厂模式的定义:

  工厂模式定义了一个创建对象的接口(工厂抽象类),但由工厂子类决定要实例化哪一个类。工厂方法让类把实例化推迟到了工厂子类。

由工厂子类决定要实例化哪一个类,不要理解错误。并不是指模式允许子类本身在运行时做决定,而是指在编写工厂抽象类时,不需要知道实际创建的产品是哪一个。选择使用了哪个子类,自然就决定了实际创建的产品是什么。

这里温馨提醒一下:在设计模式中,所谓的 “实现一个接口” 并 “不一定” 表示 “写一个接口,并利用implements关键字来实现这个接口”。“实现一个接口” 泛指 “实现某个超类型(可以是类或接口)的某个方法” 。

4.Factory Pattern(工厂模式)的相关教程结束。

《4.Factory Pattern(工厂模式).doc》

下载本文的Word格式文档,以方便收藏与打印。