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Java中關於工廠方法模式的具體分析

黄舟
發布: 2017-08-07 10:26:05
原創
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這篇文章主要介紹了工廠方法模式_動力節點Java學院整理的相關資料,需要的朋友可以參考下

##:定義一個用於創建對象的接口,讓子類決定實例化哪一個類,工廠方法使一個類的實例化延遲到其子類。

類型:建立類別模式

#類別圖

工廠方法模式代碼


interface IProduct { 
  public void productMethod(); 
} 
class Product implements IProduct { 
  public void productMethod() { 
    System.out.println("产品"); 
  } 
} 

interface IFactory { 
  public IProduct createProduct(); 
} 
 
class Factory implements IFactory { 
  public IProduct createProduct() { 
    return new Product(); 
  } 
} 

public class Client { 
  public static void main(String[] args) { 
    IFactory factory = new Factory(); 
    IProduct prodect = factory.createProduct(); 
    prodect.productMethod(); 
  } 
}
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工廠模式:

首先需要說一下工廠模式。工廠模式依抽象程度的不同分為三種:簡單工廠模式(也叫靜態工廠模式)、本文所述的工廠方法模式、以及抽象工廠模式。工廠模式是程式設計中常用到的模式。它的主要優點有:

  • 可以讓程式碼結構清晰,有效地封裝變更。在程式設計中,產品類別的實例化有時是比較複雜和多變的,透過工廠模式,將產品的實例化封裝起來,使得呼叫者根本無需關心產品的實例化過程,只需依賴工廠即可得到自己想要的產品。

  • 對呼叫者屏蔽具體的產品類別。如果使用工廠模式,呼叫者只關心產品的介面就可以了,至於具體的實現,呼叫者根本無需關心。即使變更了具體的實現,對呼叫者來說沒有任何影響。

  • 降低耦合度。產品類的實例化通常來說是很複雜的,它需要依賴很多的類,而這些類對於呼叫者來說根本無需知道,如果使用了工廠方法,我們需要做的只是實例化好產品類,然後交給呼叫者使用。對呼叫者來說,產品所依賴的類別都是透明的。

 工廠方法模式:

#       以工廠方式模式的類別圖可看到,工廠方法模式有四個要素:

  • 工廠介面。工廠介面是工廠方法模式的核心,與呼叫者直接互動用來提供產品。在實際編程中,有時也會使用一個抽象類別來作為與呼叫者互動的接口,其本質上是一樣的。

  • 工廠實作。在程式設計中,工廠實現決定如何實例化產品,是實現擴展的途徑,需要有多少種產品,就需要有多少個具體的工廠實現。

  • 產品介面。產品介面的主要目的是定義產品的規範,所有的產品實作都必須遵循產品介面定義的規範。產品介面是呼叫者最關心的,產品介面定義的優劣直接決定了呼叫者程式碼的穩定性。同樣,產品介面也可以用抽象類別來代替,但要注意最好不要違反里氏替換原則。

  • 產品實作。實現產品介面的具體類別,決定了產品在客戶端中的具體行為。

        前文提到的簡單工廠模式跟工廠方法模式極為相似,差異是:簡單工廠只有三個要素,他沒有工廠接口,並且得到產品的方法一般是靜態的。因為沒有工廠接口,所以在工廠實現的擴展性方面稍弱,可以算所工廠方法模式的簡化版,關於簡單工廠模式,在此一筆帶過。

適用場景:

        不管是簡單工廠模式,工廠方法模式還是抽象工廠模式,他們具有類似的特性,所以他們的適用場景也是類似的。

        首先,作為建立類別模式,在任何需要產生複雜物件的地方,都可以使用工廠方法模式。有一點要注意的地方就是複雜對象適合使用工廠模式,而簡單對象,特別是只需要透過new就可以完成創建的對象,無需使用工廠模式。如果使用工廠模式,就需要引入一個工廠類,會增加系統的複雜度。

       其次,工廠模式是典型的解耦模式,迪米特法則在工廠模式中表現的特別明顯。當調用者自己組裝產品需要增加依賴關係時,可以考慮使用工廠模式。將會大幅降低物件之間的耦合度。

       再,由於工廠模式是依賴抽象架構的,因此它把實例化產品的任務交由實現類別完成,擴展性比較好。也就是說,當需要係統有較好的擴展性時,可以考慮工廠模式,不同的產品用不同的實作工廠來組裝。     

典型應用

#

要说明工厂模式的优点,可能没有比组装汽车更合适的例子了。场景是这样的:汽车由发动机、轮、底盘组成,现在需要组装一辆车交给调用者。假如不使用工厂模式,代码如下:


class Engine { 
  public void getStyle(){ 
    System.out.println("这是汽车的发动机"); 
  } 
} 
class Underpan { 
  public void getStyle(){ 
    System.out.println("这是汽车的底盘"); 
  } 
} 
class Wheel { 
  public void getStyle(){ 
    System.out.println("这是汽车的轮胎"); 
  } 
} 
public class Client { 
  public static void main(String[] args) { 
    Engine engine = new Engine(); 
    Underpan underpan = new Underpan(); 
    Wheel wheel = new Wheel(); 
    ICar car = new Car(underpan, wheel, engine); 
    car.show(); 
  } 
}
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可以看到,调用者为了组装汽车还需要另外实例化发动机、底盘和轮胎,而这些汽车的组件是与调用者无关的,严重违反了迪米特法则,耦合度太高。并且非常不利于扩展。另外,本例中发动机、底盘和轮胎还是比较具体的,在实际应用中,可能这些产品的组件也都是抽象的,调用者根本不知道怎样组装产品。假如使用工厂方法的话,整个架构就显得清晰了许多。


interface IFactory { 
  public ICar createCar(); 
} 
class Factory implements IFactory { 
  public ICar createCar() { 
    Engine engine = new Engine(); 
    Underpan underpan = new Underpan(); 
    Wheel wheel = new Wheel(); 
    ICar car = new Car(underpan, wheel, engine); 
    return car; 
  } 
} 
public class Client { 
  public static void main(String[] args) { 
    IFactory factory = new Factory(); 
    ICar car = factory.createCar(); 
    car.show(); 
  } 
}
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        使用工厂方法后,调用端的耦合度大大降低了。并且对于工厂来说,是可以扩展的,以后如果想组装其他的汽车,只需要再增加一个工厂类的实现就可以。无论是灵活性还是稳定性都得到了极大的提高。

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