Java設計模式之工廠模式

  • 基本概念
    工廠模式是一種創建型模式,它提供了一個創建對象的工廠,當開發者需要相關的對象實例時,由工廠來創建提供。簡單來說,工廠模式可以根據不同的條件生產不同的實例,通常這些實例繼承于同一個父類,工廠模式把創建這些實例的具體過程封裝起來,簡化了客戶端的操作,也改善了應用的擴展性。

  • 普通工廠模式
    舉一個使用工廠模式獲取汪星人和喵星人的例子:

//創建二者共同的接口
public interface Animal {
    public void eat();
}
//創建汪星人實現類
public class Dog implements Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("吃骨頭");
    }
}
//創建喵星人實現類
public class Cat implements Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("吃小魚");
    }
}
//創建工廠類
public class AnimalFactory {
    public Animal getAnimal(String type){
        if("dog".equals(type)){
            return new Dog();
        }else if("cat".equals(type)){
            return new Cat();
        }else{
            return null;
        }
    }
}
//測試
Animal dog = new AnimalFactory().getAnimal("dog");
  • 直接獲取模式
    由于普通工廠模式會因為傳錯字符串導致無法獲得實例,故使用直接獲取模式
//將創建工廠類修改
public class AnimalFactory {
    public Animal getDog(){
        return new Dog();
    }
    public Animal getCat(){
        return Cat();
    }
}
//測試 不用傳入字符串,可直接獲取
Animal dog = new AnimalFactory.getDog();
  • 靜態工廠方法
    將多個工廠方法設置為靜態的,不用創建工廠實例,直接獲取
public class AnimalFactory {
    public static Animal getDog(){
        return new Dog();
    }
    public static Animal getCat(){
        return new Cat();
    }
}
//測試 不用 new AnimalFatory() 直接獲取
Animal dog = AnimalFactory.getDog();

總體來說,工廠模式適合:出現了大量的實例需要創建,并且具有共同的接口時,可以通過工廠方法模式進行創建。在以上的三種模式中,第一種如果傳入的字符串有誤,不能正確創建對象,第三種相對于第二種,不需要實例化工廠類,所以,大多數情況下,我們會選用第三種——靜態工廠方法模式。

當然對于上述幾種工廠模式,有一個不好的地方就是,新增一個類,需要對生產工廠(AnimalFactory)進行修改,極大的限制了程序的可擴展性。
為了解決這一問題,引入了抽象工廠模式:所謂抽象工廠模式,就是為每一個實例提供一個工廠方法,當需要新增一個類時,不需要修改原來的工廠方法,只需要新建一個對應的工廠即可。上代碼:

//定義接口
public interface Animal {
    public void eat();
}

//實現接口
public class Cat implements Animal {
    @Override
    public void eat(){
        System.out.println("吃小魚");
    }
}

//實現工廠類
public class CatFactory implements Provider {
    @Override
    public Animal produce(){
        return new Cat();
    }
}

public interface Provider {
    public void produce();
}

//測試
Provider provider = new CatFactory();
Cat cat = provider.produce();

這樣以后想新增Dog類 只需要讓Dog實現Animal接口,并提供DogFactory實現Provider即可,不需要修改之前的代碼。

之前一直有個疑問,為什么在定義dog的時候用

Animal dog = new AnimalFactory().getAnimal("dog");

而不用

Dog dog = new AnimalFactory().getAnimal("dog");

其實這就是為什么使用接口或者抽象類的問題了。由于JAVA具有繼承與多態的特點,當一個類繼承抽象類或實現接口,其父類或者接口能夠接受子類或者實現接口者的實例。這樣能夠提高代碼的擴展性。
比如:

ErHaDog dog = new AnimalFactory().getAnimal("dog");

當主人不想養二哈,而想養一只金毛,那么只需要創建一只JinMaoDog并實現Ainmal接口,這樣只需要將工廠中創建二哈的代碼替換成金毛即可,其他都不用修改,大大提高了程序的擴展性。反之,需要修改:

JinMaoDog dog = new AnimalFactory().getAnimal("dog");

使程序的耦合度太高

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