Java设计模式之三种工厂模式

2021年4月22日 96次阅读来源: Nazarite_KakaLuoTo

工厂模式实现了创建者和调用者的分离，实现了更好的解耦。

详细分类：

1)
简单工厂模式(静态工厂模式)；

2)
工厂方法模式；

3) 抽象工厂模式

面向对象设计的基本原则：

1) OCP(开闭原则, Open-Closed Principle)：一个软件的实体应当对扩展开放，对修改关闭。

2) DIP(依赖倒转原则,Dependence Inversion Principle)：要针对接口编程，不要针对实现编程。

3) LoD(迪米特法则, Law of Demeter)：只与你直接的朋友通信，而避免和陌生人通信。

一、简单工厂模式(静态工厂模式)

下面以汽车为例介绍工厂模式：

Car接口是汽车行为的抽象：

Car.java源码如下：

package com.bjsxt.factory.simplefactory;

public interface Car {
	void run();
}

Audi.java源码如下：

package com.bjsxt.factory.simplefactory;

public class Audi implements Car {

	@Override
	public void run() {
		System.out.println("奥迪在跑！");
	}

}

Byd.java源码如下：

package com.bjsxt.factory.simplefactory;

public class Byd implements Car {

	@Override
	public void run() {
		System.out.println("比亚迪在跑！");
	}

}

下面的测试是在没有工厂模式的情况下：

package com.bjsxt.factory.simplefactory;

/**
 * 在没有工厂模式的情况下测试
 */
public class Client01 {   //调用者
	
	public static void main(String[] args) {
		Car c1 = new Audi();
		Car c2 = new Byd();
		
		c1.run();
		c2.run();
		
	}
}

CarFactory.java源码，这个类专门负责创建对象：

package com.bjsxt.factory.simplefactory;

public class CarFactory {
	
	public static  Car createCar(String type){
		if("奥迪".equals(type)){
			return new Audi();
		}else if("比亚迪".equals(type)){
			return new Byd();
		}else{
			return null;
		}
	}
	
}

下面这种形式也可以：

CarFactory2.java源码如下：

package com.bjsxt.factory.simplefactory;

/**
 * 简单工厂类
 */
public class CarFactory2 {

	public static Car createAudi() {
		return new Audi();
	}

	public static Car createByd() {
		return new Byd();
	}

}

利用工厂方法调用示例：

package com.bjsxt.factory.simplefactory;

/**
 * 简单工厂情况下
 * 
 * @author 尚学堂高淇 www.sxt.cn
 * 
 */
public class Client02 { // 调用者

	public static void main(String[] args) {
		Car c1 = CarFactory.createCar("奥迪");
		Car c2 = CarFactory.createCar("比亚迪");

		c1.run();
		c2.run();

	}
}

要点：

1)简单工厂模式也叫静态工厂模式，就是工厂类一般使用静态方法，通过接收的参数的不同的对象的不同来返回不同的对象实例。

2)对于增加新产品无能为力！不修改代码的话，是无法扩展的。

3)一般使用较多还是简单工厂模式。

二、工厂方法模式

工厂方法模式要点：

1)为了避免简单工厂模式的缺点，不完全满足OCP(开闭原则)。

2)工厂方法模式和简单工厂模式最大的不同在于，简单工厂模式只有一个(对于一个项目或者一个独立模块而言)工厂类，而工厂方法模式有一组实现了相同接口的工厂类。

Car.java接口的源码：

package com.bjsxt.factory.factorymethod;

public interface Car {
	void run();
}

Audi.java类的源码：

package com.bjsxt.factory.factorymethod;

public class Audi implements Car {

	@Override
	public void run() {
		System.out.println("奥迪在跑！");
	}

}

Byd.java类的源码：

package com.bjsxt.factory.factorymethod;

public class Byd implements Car {

	@Override
	public void run() {
		System.out.println("比亚迪在跑！");
	}

}

Benz.java类的源码：

package com.bjsxt.factory.factorymethod;

public class Benz implements Car {

	@Override
	public void run() {
		System.out.println("奔驰在跑！");
	}

}

汽车工厂CarFactory.java接口的源码：

package com.bjsxt.factory.factorymethod;

public interface CarFactory {
	Car createCar();
}

奥迪工厂AudiFactory.java类中的源码：

package com.bjsxt.factory.factorymethod;

public class AudiFactory implements CarFactory {

	@Override
	public Car createCar() {
		return new Audi();
	}

}

比亚迪工厂BydFactory.java类的源码：

package com.bjsxt.factory.factorymethod;

public class BydFactory implements CarFactory {

	@Override
	public Car createCar() {
		return new Byd();
	}

}

奔驰工厂BenzFactory.java类的源码：

package com.bjsxt.factory.factorymethod;

public class BenzFactory implements CarFactory {

	@Override
	public Car createCar() {
		return new Benz();
	}

}

测试类的代码如下：

package com.bjsxt.factory.factorymethod;

public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		Car c1 = new AudiFactory().createCar();
		Car c2 = new BydFactory().createCar();
		
		c1.run();
		c2.run();
	}
}

工厂方法模式更加符合开闭原则。弊端是每次扩展都会增加新的类。

三、简单工厂模式和工厂方法模式PK

1)结构复杂度

从这个角度比较，显然简单工厂模式要占优，简单工厂模式只需要一个工厂类，而工厂方法模式的工厂类随着产品类的个数增加而增加，这无疑会使类的个数越来越多，从而增加了结构的复杂程度。

2)代码复杂度

代码复杂度和结构复杂度是一对矛盾，既然简单工厂模式在结构方面相对简洁，那么它在代码方面肯定是比工厂方法模式复杂的了。简单工厂模式的工厂类随着产品类的增加需要增加更多方法(或代码)。

3)客户端编程难度

工厂方法模式虽然在工厂类结构中引入了接口从而满足了OCP，但是在客户端编码中需要对工厂类进行实例化。而简单工厂模式的工厂类是个静态类，在客户端无需实例化，这无疑是个吸引人的优点。

4)管理上的难度

这是个关键的问题。

我们先谈扩展。众所周知，工厂方法模式完全满足OCP，即它有非常良好的扩展性。那是否就说明了简单工厂模式就没有扩展性呢？答案是否定的，简单工厂模式同样具备良好的扩展性—–扩展的时候仅需要修改少量的代码(修改工厂类的代码)就可以满足扩展性的要求了。尽管这没有完全满足OCP，但我们不需要太拘泥于设计理论，要知道，sun提供的java官方工具包中也有很多没有满足OCP的例子啊。

然后我们从维护性的角度分析下，假如某个具体产品类需要进行一定的修改，很可能需要修改对应的工厂类。当同时需要修改多个产品类的时候，对工厂类的修改会变得相当麻烦(对号入座已经是个问题了)。反而简单工厂没有这些问题，当多个产品类需要修改时，简单工厂模式仍然仅仅需要修改唯一的工厂类(无论怎样都能改到满足要求吧？大不了把这个类重写)。

根据设计理论建议：工厂方法模式。但实际上，我们一般都用了简单工厂模式。

四、抽象工厂模式

抽象工厂模式：

1)用来生产不同产品族的全部产品。(对于增加新的产品，无能为力；支持增加产品族)。

2)抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，在有多个业务品种、业务分类时，通过抽象工厂模式产生需要的对象是一种非常好的解决方式。

《Java设计模式之三种工厂模式》

上图发动机、座椅、轮胎是一个产品族，而这些产品又分为高档、中档、低档，在两个维度变化。

这里用汽车作为例子进行举例。

引擎接口Engine.java中的源码：

package com.bjsxt.factory.abstractFactory;

/**
 * 引擎接口
 * @author Administrator
 *
 */
public interface Engine {
	void run();
	void start();
}

/**
 * 高档引擎
 * @author Administrator
 *
 */
class LuxuryEngine implements Engine{

	@Override
	public void run() {
		System.out.println("转的快！");
	}

	@Override
	public void start() {
		System.out.println("启动快!可以自动启停！");
	}
	
}

/**
 * 低档引擎
 * @author Administrator
 *
 */
class LowEngine implements Engine{
	
	@Override
	public void run() {
		System.out.println("转的慢！");
	}
	
	@Override
	public void start() {
		System.out.println("启动慢!");
	}
	
}

座椅接口Seat.java中的源码：

package com.bjsxt.factory.abstractFactory;

/**
 * 座椅接口
*/
public interface Seat {
	void massage();
}

/**
 * 高档座椅
 */
class LuxurySeat implements Seat {

	@Override
	public void massage() {
		System.out.println("可以自动按摩！");
	}
	
}

/**
 * 低档座椅
 */
class LowSeat implements Seat {

	@Override
	public void massage() {
		System.out.println("不能按摩！");
	}
	
}

轮胎接口Tyre.java中的源码：

package com.bjsxt.factory.abstractFactory;

/**
 * 轮胎接口
 */
public interface Tyre {
	void revolve();
}

/**
 * 高档轮胎接口
 */
class LuxuryTyre implements Tyre {

	@Override
	public void revolve() {
		System.out.println("旋转不磨损！");
	}
	
}

/**
 * 低档轮胎接口
 */
class LowTyre implements Tyre {

	@Override
	public void revolve() {
		System.out.println("旋转磨损快！");
	}
	
}

接口CarFactory.java中的源码：

package com.bjsxt.factory.abstractFactory;

/**
 * 汽车工厂类
 */
public interface CarFactory {
	Engine createEngine();
	Seat createSeat();
	Tyre createTyre();
}

LuxuryCarFactory.java中的源码：

package com.bjsxt.factory.abstractFactory;

/**
 * 高端汽车类工厂
 */
public class LuxuryCarFactory implements CarFactory {

	@Override
	public Engine createEngine() {
		return new LuxuryEngine();
	}

	@Override
	public Seat createSeat() {
		return new LuxurySeat();
	}

	@Override
	public Tyre createTyre() {
		return new LuxuryTyre();
	}

}

LowFactory.java中的源码：

package com.bjsxt.factory.abstractFactory;

/**
 * 低档汽车工厂类
 */
public class LowCarFactory implements CarFactory {

	@Override
	public Engine createEngine() {
		return new LowEngine();
	}

	@Override
	public Seat createSeat() {
		return new LowSeat();
	}

	@Override
	public Tyre createTyre() {
		return new LowTyre();
	}

}

测试类Client.java中的源码：

package com.bjsxt.factory.abstractFactory;

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		CarFactory  factory = new LuxuryCarFactory();
		Engine e = factory.createEngine();
		e.run();
		e.start();
		
	}
}

运行结果：

转的快！

启动快!可以自动启停！

工厂模式要点：

1)简单工厂模式(静态工厂模式)

虽然某种程度不符合设计原则，但实际使用最多。

2)工厂方法模式

不修改已有类的前提下，通过增加新的工厂类实现扩展。

3)抽象工厂模式

不可以增加产品，可以增加产品族。

应用场景：

1)JDK中Calendar的getInstance方法；

2)JDBC中Connection对象的获取；

3)Hibernate中SessionFactory创建Session;

4)Spring中IOC容器创建管理bean对象；

5)XML解析时的DocumentBuilderFactory创建解析器对象；

6)反射中Class对象的newInstance()。

    原文作者：Nazarite_KakaLuoTo
    原文地址: https://blog.csdn.net/BruceLeeNumberOne/article/details/73888726
    本文转自网络文章，转载此文章仅为分享知识，如有侵权，请联系博主进行删除。