设计模式一:简单工厂模式

简单工厂模式

概念

简单工厂模式属于创建型模式,又叫做静态工厂方法(Static Factory Method)。简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建哪一种产品类实例。在简单工厂模式中,可以根据参数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。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式,可以理解为不同工厂模式的一个特殊实现

值得注意的是,简单工厂模式并不属于GOF设计模式之一。但是他说抽象工厂模式,工厂方法模式的基础,并且有广泛得应用

模式结构

组成

从上图中可以看出,简单工厂模式由三部分组成:具体工厂、抽象产品和具体产品

  • 工厂类(Creator):这是本模式的核心,含有一定的商业逻辑和判断逻辑。在java中,它往往由一个具体的类实现
  • 抽象产品(AbstractProduct):它一般是具体产品继承的父类或者实现的接口。在Java中,由接口或者抽象类实现
  • 具体产品(ConcreteProduct):工厂类所创建的对象就是此角色的实例。在java中 由一个具体的类实现

实例分析

需求:有苹果类和香蕉类,他们都有get方法,通过主函数对它们进行实例化,并调用get方法

方式一:最基本的实例化

Apple.java:
public class Apple {
    /**
     * 采集苹果
     */
    public void get(){
        System.out.println("采集苹果");
        }
}
Banana.java:
public class Banana {
    /**
     * 采集香蕉
     */
    public void get(){
        System.out.println("采集香蕉");
    }
}
MainClass.java:
public class Mainclass{
    public static void main(String[] args){
        /**
         * 最基本的实例化方式
         */
        //实例化一个Apple
        Apple apple = new Apple();
        //实例化一个Banana
        Banana banana = new Banana();

        apple.get();
        banana.get();
    }
}

方式二:都有get方法,我们可以用多态的方式抽象出一个接口类实现

Fruit.java:
public interface Fruit {
    public void get();
}
Apple.java:
public class Apple implements Fruit{
    @Override
    //重写get方法
    public void get(){
        System.out.println("采集苹果");
    }
}
Banana.java:
public class Banana implements Fruit{
    @Override
    //重写get方法
    public void get(){
        System.out.println("采集香蕉");
    }
}
MainClass.java:
public class Mainclass{
    public static void main(String[] args){
        /**
         * 多态的实例化方式
         */
        Fruit apple = FruitFactory.getApple();
        Fruit banana = FruitFactory.getBanana();

        apple.get();
        banana.get();
    }
}

方式三:新增一个工厂类实现对象的创建和主要逻辑

FruitFactory:
public class FruitFactory {
    /**
     * 获得Apple类的实例
     */
    public static Fruit getApple(){
        return new Apple();
    }

    /**
     * 获得Banana类的实例
     */
    public static Fruit getBanana(){
        return new Banana();
    }
}
Fruit.java:不变
public interface Fruit {
    public void get();
}
Apple.java:不变
public class Apple implements Fruit{
    @Override
    //重写get方法    
    public void get(){
        System.out.println("采集苹果");
    }
}
Banana.java:不变
public class Banana implements Fruit{
    @Override
    //重写get方法
    public void get(){
        System.out.println("采集香蕉");
    }
}
MainClass.java:不变
public class Mainclass{
    public static void main(String[] args){
        /**
         * 通过工厂类的静态方法实例化
         */
        Fruit apple = FruitFactory.getApple();
        Fruit banana = FruitFactory.getBanana();

        apple.get();
        banana.get();
    }
}

方式四:优化工厂类一,调用相同的方法,通过传参的方式实例化

FruitFactory:
public class FruitFactory {
    public static Fruit getFruit(String type) throws IllegalAccessException, ClassNotFoundException, InstantiationException {
        /**
         * 对参数的判断并返回实例
         */
        if (type.equalsIgnoreCase("apple")){
            return Apple.class.newInstance();
        } else if (type.equalsIgnoreCase("banana")){
            return Banana.class.newInstance();
        } else {
            System.out.println("找不到相应的实例化类");
            return null;
        }
    }
}
Fruit.java:不变
public interface Fruit {
    public void get();
}
Apple.java:不变
public class Apple implements Fruit{
    @Override
    public void get(){
        System.out.println("采集苹果");
    }
}
Banana.java:不变
public class Banana implements Fruit{
    @Override
    public void get(){
        System.out.println("采集香蕉");
    }
}
MainClass.java:
public class Mainclass{
    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, ClassNotFoundException, InstantiationException {
        Fruit apple = FruitFactory.getFruit("apple");
        Fruit banana = FruitFactory.getFruit("banana");
        apple.get();
        banana.get();
    }
}

方式五:优化工厂类二,通过反射类名进一步优化实例化过程

FruitFactory:
public class FruitFactory {
    public static Fruit getFruit(String type) throws IllegalAccessException, ClassNotFoundException, InstantiationException {

        Class fruit = Class.forName(type);
        return (Fruit)fruit.newInstance();
    }
}
Fruit.java:不变
public interface Fruit {
    public void get();
}
Apple.java:不变
public class Apple implements Fruit{
    @Override
    public void get(){
        System.out.println("采集苹果");
    }
}
Banana.java:不变
public class Banana implements Fruit{
    @Override
    public void get(){
        System.out.println("采集香蕉");
    }
}
MainClass.java:
public class Mainclass{
    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, ClassNotFoundException, InstantiationException {
        Fruit apple = FruitFactory.getFruit("Apple");
        Fruit banana = FruitFactory.getFruit("Banana");
        apple.get();
        banana.get();
    }
}

优点

  • 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
  • 客户端无须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
  • 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
  • 当需要引入新的产品是不需要修改客户端的代码,只需要添加相应的产品类并修改工厂类就可以了,所以说从产品的角度上简单工厂模式是符合“开-闭”原则的

缺点

  • 由于工厂类集中了所有产品创建逻辑,工厂类一般被我们称作“全能类”或者“上帝类”,因为所有的产品创建他都能完成,这看似是好事,但仔细想想是有问题的。比如全国上下所有的事情都有国家主义一个人干会不会有问题,当然有!一旦不能正常工作,整个系统都要受到影响
  • 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
  • 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。所以说从工厂的角度来说简单工厂模式是不符合“开-闭”原则的
  • 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

适用场景

  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
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