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设计模式之工厂模式

1.前言

最近在看《大话设计模式》这本书,虽然大学也学过设计模式,但是那时候还没有进行过开发,那么多的设计模式,看了也不知道用在哪种场景,最近又突然有时间了,就想着重新理解一遍软件的设计模式,本篇博客的原地址为runoob

2.工厂模式的简介

工厂模式(Factory Pattern)是 Java 中最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。
在工厂模式中,我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑,并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。

3.工厂模式的介绍

**意图:**定义一个创建对象的接口,让其子类自己决定实例化哪一个工厂类,工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。

**主要解决:**主要解决接口选择的问题。

**何时使用:**我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。

**如何解决:**让其子类实现工厂接口,返回的也是一个抽象的产品。

**关键代码:**创建过程在其子类执行。

应用实例:

  1. 您需要一辆汽车,可以直接从工厂里面提货,而不用去管这辆汽车是怎么做出来的,以及这个汽车里面的具体实现。
  2. Hibernate 换数据库只需换方言和驱动就可以。

优点:

  1. 一个调用者想创建一个对象,只要知道其名称就可以了。
  2. 扩展性高,如果想增加一个产品,只要扩展一个工厂类就可以。
  3. 屏蔽产品的具体实现,调用者只关心产品的接口。

**缺点:**每次增加一个产品时,都需要增加一个具体类和对象实现工厂,使得系统中类的个数成倍增加,在一定程度上增加了系统的复杂度,同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。

使用场景:

  1. 日志记录器:记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等,用户可以选择记录日志到什么地方。
  2. 数据库访问,当用户不知道最后系统采用哪一类数据库,以及数据库可能有变化时。
  3. 设计一个连接服务器的框架,需要三个协议,"POP3"、"IMAP"、"HTTP",可以把这三个作为产品类,共同实现一个接口。

**注意事项:**作为一种创建类模式,在任何需要生成复杂对象的地方,都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式,而简单对象,特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象,无需使用工厂模式。如果使用工厂模式,就需要引入一个工厂类,会增加系统的复杂度。

4.工厂模式的实现

我们将创建一个 Shape 接口和实现 Shape 接口的实体类。下一步是定义工厂类 ShapeFactory。
FactoryPatternDemo,我们的演示类使用 ShapeFactory 来获取 Shape 对象。它将向 ShapeFactory 传递信息(CIRCLE / RECTANGLE / SQUARE),以便获取它所需对象的类型。
UML类图

4.1 步骤1

创建一个接口
Shape.java

public interface Shape {
   void draw();
}

4.2 步骤2

创建实现接口的实体类。
Rectangle.java

public class Rectangle implements Shape {

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
   }
}

Square.java

public class Square implements Shape {

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Square::draw() method.");
   }
}

Circle.java

public class Circle implements Shape {

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
   }
}

4.3 步骤3

创建一个工厂,生成基于给定信息的实体类的对象。
ShapeFactory.java

public class ShapeFactory {
    
   //使用 getShape 方法获取形状类型的对象
   public Shape getShape(String shapeType){
      if(shapeType == null){
         return null;
      }        
      if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
         return new Circle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
         return new Rectangle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
         return new Square();
      }
      return null;
   }
}

4.4步骤4

使用该工厂,通过传递类型信息来获取实体类的对象。
FactoryPatternDemo.java

public class FactoryPatternDemo {

   public static void main(String[] args) {
      ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();

      //获取 Circle 的对象,并调用它的 draw 方法
      Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");

      //调用 Circle 的 draw 方法
      shape1.draw();

      //获取 Rectangle 的对象,并调用它的 draw 方法
      Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");

      //调用 Rectangle 的 draw 方法
      shape2.draw();

      //获取 Square 的对象,并调用它的 draw 方法
      Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");

      //调用 Square 的 draw 方法
      shape3.draw();
   }
}

4.5 步骤5

验证输出。

Inside Circle::draw() method.
Inside Rectangle::draw() method.
Inside Square::draw() method.

标题:设计模式之工厂模式
作者:boolean-dev
地址:https://blog.booleandev.xyz/articles/2019/01/23/1548251597668.html
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