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Java真的不难(二十九)工厂模式(2)

工厂模式(2):工厂方法模式

在上一篇文章中介绍了简单工厂模式,但是简单工厂模式违背了开闭原则,而工厂方法模式是对简单工厂模式的进一步抽象化,其好处是可以使系统在不修改原来代码的情况下引进新的产品,即满足开闭原则。

一、什么是工厂方法模式?

工厂方法模式:也叫虚拟构造器模式或者多态工厂模式,它属于类创建型模式。

在工厂方法模式中,工厂父类负责定义创建产品对象的公共接口,而工厂子类则负责生成具体的产品对象,这样做的目的是将产品类的实例化操作延迟到工厂子类中完成,即通过工厂子类来确定究竟应该实例化哪一个具体产品类。

我们知道在现在的真实工厂内分工越来越细,越来越专业化。。各种产品有专门的工厂生产,彻底告别了自给自足的小农经济时代,这大大缩短了产品的生产周期,提高了生产效率。而工厂方法模式即满足了开闭原则,也继承了简单工厂模式的优点。

举例说明:

在简单工厂模式的文章中的可乐工厂,因为只有一个工厂类,所以任何产品都需要在这个类里面去修改和调整,而工厂方法模式就是有多个工厂,每个工厂生产一个产品,如果有需要增加新产品,我们直接再新建一个工厂即可,就不需要在其他工厂的内部再去修改,这样就符合了开闭原则。

二、工厂方法模式的优缺点

优点:

  1. 用户只需要知道具体工厂的名称就可得到所要的产品,无须知道产品的具体创建过程
  2. 灵活性增强,对于新产品的创建,只需多写一个相应的工厂类
  3. 典型的解耦框架。高层模块只需要知道产品的抽象类,无须关心其他实现类,满足迪米特法则、依赖倒置原则和里氏替换原则

缺点:

  1. 类的个数容易过多,增加复杂度
  2. 增加了系统的抽象性和理解难度
  3. 抽象产品只能生产一种产品,此弊端可使用抽象工厂模式解决(抽象工厂模式在下一篇文章)

三、模式的结构与实现

结构由以下四个部分组成:

  1. 抽象工厂(Abstract Factory):提供了创建产品的接口,调用者通过它访问具体工厂的工厂方法 newProduct() 来创建产品
  2. 具体工厂(ConcreteFactory):主要是实现抽象工厂中的抽象方法,完成具体产品的创建
  3. 抽象产品(Product):定义了产品的规范,描述了产品的主要特性和功能
  4. 具体产品(ConcreteProduct):实现了抽象产品角色所定义的接口,由具体工厂来创建,它同具体工厂之间一一对应

结构图:

在这里插入图片描述

4、工厂方法模式代码实现

还是以上一篇文章的可乐工厂为例:
产品有:可口可乐、百事可乐、无糖可乐
在简单工厂模式中只有一个可乐工厂,可以生产三种产品,在工厂方法模式中就可以有多个工厂来生成对应的产品:

抽象工厂: 可乐工厂(可以理解成总厂)
百事可乐工厂: 生成百事可乐
可口可乐工厂: 生成可口可乐
无糖可乐工厂: 生成无糖可乐

生产可乐的方法:

/**
 *  提供了产品的接口
 */

public interface Cola {

    //生产可乐的方法
    public void cola();
}

可乐抽象工厂:

/**
 * 可乐抽象工厂(可以理解成可乐总厂,旗下还有很多分厂)
 */

public interface ColaFactory {

    public Cola newCola();
}

生成三种可乐的方法:
可乐可乐:

/**
 * 产品名称:可乐可乐,实现了产品的接口
 */

public class CocaCola implements Cola{

    @Override
    public void cola() {
        System.out.println("开始生产可口可乐");
    }
}

百事可乐:

/**
 *
 * 产品名称:百事可乐,实现了产品的接口
 */

public class PepsiCola implements Cola{

    @Override
    public void cola() {
        System.out.println("开始生产百事可乐");
    }
}

无糖可乐:

/*
 * 产品名称:无糖可乐,实现了产品的接口
 */

public class SugarFreeCola implements Cola{

    @Override
    public void cola() {
        System.out.println("开始生产无糖可乐");
    }
}

三个产品对应三个工厂:

生产可口可乐的工厂:

/**
 *
 * 具体工厂1:可口可乐工厂
 */

public class CocaColaFactory implements ColaFactory{
    
    @Override
    public Cola newCola() {
        System.out.println("我是可乐工厂下面的可口可乐工厂");
        return new CocaCola();
    }
}

生产百事可乐的工厂:

/**
 *
 * 具体工厂2:百事可乐工厂
 */

public class PepsiColaFactory implements ColaFactory{

    @Override
    public Cola newCola() {
        System.out.println("我是可乐工厂下面的百事可乐工厂");
        return new PepsiCola();
    }
}

生产无糖可乐的工厂:

/*
 * 具体工厂3:无糖可乐工厂
 */

public class SugarFreeColaFactory implements ColaFactory{
    
    @Override
    public Cola newCola() {
        System.out.println("我是可乐工厂下面的无糖可乐工厂");
        return new SugarFreeCola();
    }
}

到这里目前有:

  • 一生产可乐的方法
  • 一个可乐工厂(下面有多个小工厂)
  • 三个生产三种类型可乐的方法(实现可乐接口)
  • 三个可乐工厂(生产三种可乐,实现可乐工厂接口)

测试类:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        try{

            //新建一个可乐方法对象
            Cola a;

            //新建一个可乐工厂对象
            ColaFactory af;

            //告诉可乐工厂,你需要什么可乐,并且通知对应的分工厂
            af = (ColaFactory) new PepsiColaFactory();
            //执行对于生产方法
            a = af.newCola();
            a.cola();
            
        }catch (Exception e ){
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}

比如我现在需要百事可乐,我在af内传入百事可乐工厂:

我是可乐工厂下面的无糖可乐工厂
开始生产无糖可乐

如果传入CocaColaFactory

我是可乐工厂下面的可口可乐工厂
开始生产可口可乐

5、总结

这就是工厂方法模式,和简单工厂模式有所不同,在这个模式内有一个抽象工厂接口,也就是你需要增加新产品后,不需要在原本的工厂内去修改代码,而是直接新建一个工厂,去实现抽象工厂即可,也是符合了开闭原则。

当然缺点也就是工厂多了,管理变得复杂,也增加了系统的抽象性和理解难度,而且抽象产品只能生产一种产品,但是此弊端可使用抽象工厂模式解决(抽象工厂模式在下一篇文章)

在这里插入图片描述


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