java知识点 --- 设计模式：工厂模式

简单工厂模式

一、定义

定义一个工厂类，它可以根据参数的不同返回不同类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。

在简单工厂模式中用于被创建实例的方法通常为静态方法，因此简单工厂模式又被成为静态工厂方法。

需要什么，只需要传入一个正确的参数，就可以获取所需要的对象，而无需知道其实现过程。

结构：1.工厂类：负责创建所有产品的内部逻辑，工厂类可以被外界直接调用，创建所需对象。（具体的类）

           2.抽象类产品：工厂类所创建的所有对象的父类，封装了产品对象的公共方法。（接口）

           3.具体产品：所有的具体产品都要实现抽象类产品接口，实现其声明的所有的方法，是其子类对象。（具体的类）

二、使用场景

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，对于如何创建对象并不关心。

三、实现

Phone类：手机标准规范类(AbstractProduct)

public interface Phone {
    void make();
}

MiPhone类：制造小米手机（Product1）

public class MiPhone implements Phone {
    public MiPhone() {
        this.make();
    }
    @Override
    public void make() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("make xiaomi phone!");
    }
}

IPhone类：制造苹果手机（Product2）

public class IPhone implements Phone {
    public IPhone() {
        this.make();
    }
    @Override
    public void make() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("make iphone!");
    }
}

PhoneFactory类：手机代工厂（Factory）

public class PhoneFactory {
    public Phone makePhone(String phoneType) {
        if(phoneType.equalsIgnoreCase("MiPhone")){
            return new MiPhone();
        }
        else if(phoneType.equalsIgnoreCase("iPhone")) {
            return new IPhone();
        }
        return null;
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] arg) {
        PhoneFactory factory = new PhoneFactory();
        Phone miPhone = factory.makePhone("MiPhone");            // make xiaomi phone!
        IPhone iPhone = (IPhone)factory.makePhone("iPhone");    // make iphone!
    }
}

四、优缺点

优点：1>工厂类包含必要的逻辑判断，可以决定在什么时候创建哪一个产品的实例，客户端可以免除直接创建产品对象的职责；
　　　2>客户端无需知道所创建具体产品的类名，只需知道参数即可。

缺点：1>工厂类集中了所有产品的创建逻辑，职责过重，一旦异常，整个系统将受影响；
　　　2>使用简单工厂模式会增加系统中类的个数(引入新的工厂类)，增加系统的复杂度和理解难度；
　　　3>系统扩展困难，一旦增加新产品不得不修改工厂逻辑，在产品类型较多时，可能造成逻辑过于复杂。

五、实例

使用简单工厂模式设计一个可以创建不同几何图形（Shape），如Circle，Rectangle，Triangle等绘图工具类，每个几何图形均具有绘制Draw()和擦除Erase()两个方法。

工厂方法模式

一、定义

工厂方法模式是简单工厂模式的延伸,它继承了简单工厂模式的优点,同时还弥补了简单工厂模式的缺陷,更好地符合开闭原则的要求,在增加新的具体产品对象时不需要对已有的系统做任何修改。

工厂方法模式之所以又被称为多态工厂模式,是因为所有的具体工厂类都具有同一抽象父类。

二、适用场景

1>客户端不知道它所需要的对象的类。在工厂方法模式中,客户端不需要知道具体产品类的类名,只需要知道所对应的工厂即可,具体产品对象由具体工厂类创建,可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。
2>抽象工厂类通过其子类来指定创建哪个对象。在工厂方法模式中,对于抽象工厂类只需要提供一个创建产品的接口,而由其子类来确定具体要创建的对象,利用面向对象的多态性和里氏代换原则,在程序运行时子类对象将覆盖父类对象,从而使得系统更容易扩展。

三、实现

AbstractFactory类：生产不同产品的工厂的抽象类

public interface AbstractFactory {
    Phone makePhone();
}

XiaoMiFactory类：生产小米手机的工厂（ConcreteFactory1）

public class XiaoMiFactory implements AbstractFactory{
    @Override
    public Phone makePhone() {
        return new MiPhone();
    }
}

AppleFactory类：生产苹果手机的工厂（ConcreteFactory2）

public class AppleFactory implements AbstractFactory {
    @Override
    public Phone makePhone() {
        return new IPhone();
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] arg) {
        AbstractFactory miFactory = new XiaoMiFactory();
        AbstractFactory appleFactory = new AppleFactory();
        miFactory.makePhone();            // make xiaomi phone!
        appleFactory.makePhone();        // make iphone!
    }
}

四、优缺点

优点：1>用户只需要关心所需产品对应的工厂,无须关心创建细节，甚至无需知道具体产品类的类名。
           2>基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键。它能够让工厂自主确定创建何种产品对象,而如何创建这个对象的细节完全封装在具体工厂内部。
          3>在系统中加入新产品时无须修改抽象工厂和抽象产品提供的接口,无须修改客户端,也无须修改其他的具体工厂和具体产品,只需要添加一个具体工厂和具体产品即可,这样系统的可扩展性也就变得非常好,完全符合开闭原则。
缺点：1>在添加新产品时需要编写新的具体产品类,而且还要提供与之对应的具体工厂类,系统中类的个数将成对增加,在一定程度上增加了系统的复杂度,有更多的类需要编译和运行，会给系统带来一些额外的开销。
           2>由于考虑到系统的可扩展性,需要引入抽象层,在客户端代码中均使用抽象层进行定义,增加了系统的抽象性和理解难度。

抽象工厂模式

一、定义

提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。

二、适用环境

当需要创建的对象是一系列相互关联或相互依赖的产品族时，便可以使用抽象工厂模式。说的更明白一点，就是一个继承体系中，如果存在着多个等级结构（即存在着多个抽象类），并且分属各个等级结构中的实现类之间存在着一定的关联或者约束，就可以使用抽象工厂模式。假如各个等级结构中的实现类之间不存在关联或约束，则使用多个独立的工厂来对产品进行创建，则更合适一点。

三、实现

PC类：定义PC产品的接口(AbstractPC)

public interface PC {
    void make();
}

MiPC类：定义小米电脑产品(MIPC)

public class MiPC implements PC {
    public MiPC() {
        this.make();
    }
    @Override
    public void make() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("make xiaomi PC!");
    }
}

MAC类：定义苹果电脑产品(MAC)

public class MAC implements PC {
    public MAC() {
        this.make();
    }
    @Override
    public void make() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("make MAC!");
    }
}

AbstractFactory类：增加PC产品制造接口

public interface AbstractFactory {
    Phone makePhone();
    PC makePC();
}

XiaoMiFactory类：增加小米PC的制造（ConcreteFactory1）

public class XiaoMiFactory implements AbstractFactory{
    @Override
    public Phone makePhone() {
        return new MiPhone();
    }
    @Override
    public PC makePC() {
        return new MiPC();
    }
}

AppleFactory类：增加苹果PC的制造（ConcreteFactory2）

public class AppleFactory implements AbstractFactory {
    @Override
    public Phone makePhone() {
        return new IPhone();
    }
    @Override
    public PC makePC() {
        return new MAC();
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] arg) {
        AbstractFactory miFactory = new XiaoMiFactory();
        AbstractFactory appleFactory = new AppleFactory();
        miFactory.makePhone();            // make xiaomi phone!
        miFactory.makePC();                // make xiaomi PC!
        appleFactory.makePhone();        // make iphone!
        appleFactory.makePC();            // make MAC!
    }
}

四、优缺点

优点：抽象工厂模式除了具有工厂方法模式的优点外，最主要的优点就是可以在类的内部对产品族进行约束。所谓的产品族，一般或多或少的都存在一定的关联，抽象工厂模式就可以在类内部对产品族的关联关系进行定义和描述，而不必专门引入一个新的类来进行管理。

缺点：产品族的扩展将是一件十分费力的事情，假如产品族中需要增加一个新的产品，则几乎所有的工厂类都需要进行修改。所以使用抽象工厂模式时，对产品等级结构的划分是非常重要的。

最后

以上就是闪闪花生为你收集整理的java知识点 --- 设计模式：工厂模式的全部内容，希望文章能够帮你解决java知识点 --- 设计模式：工厂模式所遇到的程序开发问题。

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