(完整版)JAVA设计模式之工厂模式(3种完整免费提供)
发布时间:2020-05-06
JAVA设计模式之工厂模式
一、工厂模式的介绍
工厂模式专门负责将大量有共同接口的类实例化。工厂模式可以动态决定将哪一个类实例化,不必事先知道每次要实例化哪一个类。
工厂模式的几种形态:
(1)简单工厂(Simple Factory)模式,又称静态工厂方法模式(Static Factory Method Pattern)。
(2)工厂方法(Factory Method)模式,又称多态性工厂(Polymorphic Factory)模式
或虚拟构造子(Virtual Constructor)模式;
(3)抽象工厂(Abstract Factory)模式,又称工具箱(Kit 或Toolkit)模式。
二、简单工厂模式
2.1简单工厂模式介绍
简单工厂模式(Simple Factory Pattern:又称为静态工厂方法(Static Factory Method模式,它属于类创建型模式。在简单工厂模式中,可以根据自变量的不同返回不同类的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例,被创建的实例通常都具有共同的父类。
2.2简单工厂模式角色
(1)工厂类(Creator)角色:担任这个角色的是工厂方法模式的核心,含有与应用紧密相关的商业逻辑。工厂类在客户端的直接调用下创建产品对象,它往往由一个具体Java 类实现。
(2)抽象产品(Product)角色:担任这个角色的类是工厂方法模式所创建的对象的父类,或它们共同拥有的接口。抽象产品角色可以用一个Java 接口或者Java 抽象类实现。
(3)具体产品(Concrete Product)角色:工厂方法模式所创建的任何对象都是这个角色的实例,具体产品角色由一个具体Java 类实现。
2.3简单工厂模式的优缺点
简单工厂模式的优点如下:
(1)工厂类含有必要的判断逻辑,可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例,客户端可以免除直接创建产品对象的责任,而仅仅“消费”产品;简单工厂模式通过这种做法实现了对责任的分割,它提供了专门的工厂类用于创建对象。 (2)客户端无需知道所创建的具体产品类的类名,只需要知道具体产品类所对应的参数即可,对于一些复杂的类名,通过简单工厂模式可以减少使用者的记忆量。
(3)通过引入配置文件,可以在不修改任何客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类,在一定程度上提高了系统的灵活性。 简单工厂模式的缺点如下:
(1)由于工厂类集中了所有产品创建逻辑,一旦不能正常工作,整个系统都要受到影响。
(2)使用简单工厂模式将会增加系统中类的个数,在一定程序上增加了系统的复杂度和理解难度。
(3)系统扩展困难,一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑,在产品类型较多时,有可能造成工厂逻辑过于复杂,不利于系统的扩展和维护。
(3)简单工厂模式由于使用了静态工厂方法,造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。
2.4简单工厂模式的适用环境
(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,对于如何创建对象不关心:客户端既不需要关心创建细节,甚至连类名都不需要记住,只需要知道类型所对应的参数。
2.5简单工厂模式的举例
例:
//抽象产品角色 public interface Car{ public void drive(;
} //具体产品角色
public class Benz implements Car{ public void drive( { System.out.println("Driving Benz "; } } public class Bmw implements Car{ public void drive( { System.out.println("Driving Bmw "; } } //工厂类角色
public class Driver{ //工厂方法.注意 返回类型为抽象产品角色 public static Car driverCar(String sthrows Exception{ //判断逻辑,返回具体的产品角色给Client if(s.equalsIgnoreCase("Benz" return new Benz(; else if(s.equalsIgnoreCase("Bmw" return new Bmw(; else throw new Exception(;
} }
三、工厂方法模式
3.1工厂方法模式的介绍
工厂方法模式定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。Factory Method是一个类的实例化延迟到其子类。
在工厂方法模式中,核心的工厂类不再负责所有的产品的创建,而是将具体创建的工作交给子类去做。这个核心类则摇身一变,成为了一个抽象工厂角色,仅负责给出具体工厂子类必须实现的接口,而不接触哪一个产品类应当被实例化这种细节。
3.2工厂方法模式角色
(1)抽象工厂(Creator)角色:担任这个角色的是工厂方法模式的核心,它是与应用程序无关的。任何在模式中创建对象的工厂类必须实现这个接口。在上面的系统中这个角色由Java 接口Creator 扮演;在实际的系统中,这个角色也常常使用抽象Java 类实现。
(2)具体工厂(Concrete Creator)角色:担任这个角色的是实现了抽象工厂接口的具体Java 类。具体工厂角色含有与应用密切相关的逻辑,并且受到应用程序的调用以创建产品对象。在本系统中给出了两个这样的角色,也就是具体Java
类ConcreteCreator1 和ConcreteCreator2。
(3)抽象产品(Product)角色:工厂方法模式所创建的对象的超类型,也就是产品对象的共同父类或共同拥有的接口。在本系统中,这个角色由Java 接口Product 扮演;在实际的系统中,这个角色也常常使用抽象Java 类实现。 (4)具体产品(Concrete Product)角色:这个角色实现了抽象产品角色所声明的接口。工厂方法模式所创建的每一个对象都是某个具体产品角色的实例。
3.3工厂方法模式的优缺点
工厂方法模式的优点如下:
(1)在工厂方法模式中,工厂方法用来创建客户所需要的产品,同时还向客户隐藏了哪种具体产品类将被实例化这一细节,用户只需要关心所需产品对应的工厂,无需关心创建细节,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。它能够使工厂可以自主确定创建何种产品对象,而如何创建这个对象的细节则完全封装在具体工厂内部。工厂方法模式之所以又被称为多态工厂模式,正是因为所有的具体工厂类都具有同一抽象父类。
(3)使用工厂方法模式的另一个优点是在系统中加入新产品时,无需修改抽象工厂和抽象产品提供的接口,无需修改客户端,也无需修改其他的具体工厂和具体产品,而只要添加一个具体工厂和具体产品就可以了,这样,系统的可扩展性也就变得非常好,完全符合“开闭原则”。 工厂方法模式的缺点如下:
(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,且在实现时可能需要用到DOM、反射等技术,增加了系统的实现难度。
3.4工厂方法模式的适用环境
在以下情况下可以使用工厂方法模式:
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