图解Java设计模式之工厂模式
简单工厂模式
看一个具体的需求
看一个披萨的项目 ：要便于披萨种类的扩展，要便于维护
1）披萨的种类很多（比如GreekPizz、CheesePizz等）
2）披萨的制作有prepare、bake、cut、box
3）完成披萨店订购功能。
传统的方式 ：
package com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza;
/**
* 将Pizza 类做成抽象
* @author Administrator
*
*/
public abstract class Pizza {
/**
* 名字
*/
protected String name;
/**
* 准备原材料，不同的披萨不一样，因此，我们做成抽象方法
*/
public abstract void prepare();
public void bake() {
System.out.println(name + " baking;");
}
public void cut() {
System.out.println(name + " cutting;");
}
public void box() {
System.out.println(name + " boxing");
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
package com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza;
public class GreekPizza extends Pizza{
@Override
public void prepare() {
System.out.println(" 给希腊披萨 准备原材料");
}
}
package com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza;
public class CheesePizza extends Pizza{
@Override
public void prepare() {
System.out.println(" 给制作奶酪披萨，准备原材料");
}
}
package com.example.demo.simplefactory.pizzastore.order;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.CheesePizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.GreekPizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;
public class OrderPizza {
/**
* 构造器
*/
public OrderPizza() {
Pizza pizza = null;
// 订购披萨的类型
String orderType;
do {
orderType = getType();
if (orderType.equals("greek")) {
pizza = new GreekPizza();
pizza.setName(" 希腊披萨 ");
} else if (orderType.equals("cheese")) {
pizza = new CheesePizza();
pizza.setName(" 奶酪披萨 ");
} else {
break;
}
// 输出pizza 制作过程
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
} while (true);
}
/**
* 写一个方法，可以获取客户希望订购的披萨种类
* @return
*/
private String getType() {
try {
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input pizza type : ");
String string = bufferedReader.readLine();
return string;
} catch(IOException e) {
e.printStackTrace();
return "";
}
}
}
package com.example.demo.simplefactory.pizzastore.order;
/**
* 相当于一个客户端，发出订购
* @author Administrator
*
*/
public class PizzaStore {
public static void main(String[] args) {
new OrderPizza();
}
}
传统的方式优缺点 ：
1）优点是比较好理解，简单易操作。
2）缺点是违反了设计模式的ocp原则，即对扩展开放，对修改关闭。即当我们给类增加新功能的时候，尽量不修改代码，或者尽可能少修改代码。
3）比如我们这时要新增加一个Pizza的种类，我们需要如下修改。
package com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza;
public class PepperPizza extends Pizza{
@Override
public void prepare() {
System.out.println(" 给胡椒披萨准备原材料 ");
}
}
package com.example.demo.simplefactory.pizzastore.order;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.CheesePizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.GreekPizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.PepperPizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;
public class OrderPizza {
/**
* 构造器
*/
public OrderPizza() {
Pizza pizza = null;
// 订购披萨的类型
String orderType;
do {
orderType = getType();
if (orderType.equals("greek")) {
pizza = new GreekPizza();
pizza.setName(" 希腊披萨 ");
} else if (orderType.equals("cheese")) {
pizza = new CheesePizza();
pizza.setName(" 奶酪披萨 ");
} else if (orderType.equals("pepper")) {
pizza = new PepperPizza();
pizza.setName("胡椒披萨");
} else {
break;
}
// 输出pizza 制作过程
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
} while (true);
}
/**
* 写一个方法，可以获取客户希望订购的披萨种类
* @return
*/
private String getType() {
try {
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input pizza type : ");
String string = bufferedReader.readLine();
return string;
} catch(IOException e) {
e.printStackTrace();
return "";
}
}
}
4）改进的思路分析
分析 ：修改代码可以接受，但是如果我们在其它的地方也有创建Pizza的代码，就意味着，也需要修改，而创建Pizza的代码，往往有多处。
思路 ：把创建Pizza对象封装到一个类中，这样我们有新的Pizza种类时，只需要修改该类即可，其它有创建到Pizza对象的代码就不需要修改了 -》
简单工厂模式
基本介绍
1）简单工厂模式是属于创建型模式，是工厂模式的一种。简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式
2）简单工厂模式 ：定义了一个创建对象的类，由这个类来封装实例化对象的行位（代码）
3）在软件开发中，当我们会用到大量的创建某种、某类或者某批对象时，就会使用到工厂模式。
package com.example.demo.simplefactory.pizzastore.order;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.CheesePizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.GreekPizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.PepperPizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;
/**
* 简单工厂类
* @author Administrator
*
*/
public class SimpleFactory {
public Pizza createPizza(String orderType) {
Pizza pizza = null;
System.out.println("使用简单工厂模式");
if (orderType.equals("greek")) {
pizza = new GreekPizza();
pizza.setName(" 希腊披萨 ");
} else if (orderType.equals("cheese")) {
pizza = new CheesePizza();
pizza.setName(" 奶酪披萨 ");
} else if (orderType.equals("pepper")) {
pizza = new PepperPizza();
pizza.setName("胡椒披萨");
}
return pizza;
}
}
package com.example.demo.simplefactory.pizzastore.order;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.CheesePizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.GreekPizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.PepperPizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;
public class OrderPizza {
/**
* 构造器
*/
/*
* public OrderPizza() { Pizza pizza = null; // 订购披萨的类型 String orderType; do {
* orderType = getType(); if (orderType.equals("greek")) { pizza = new
* GreekPizza(); pizza.setName(" 希腊披萨 "); } else if (orderType.equals("cheese"))
* { pizza = new CheesePizza(); pizza.setName(" 奶酪披萨 "); } else if
* (orderType.equals("pepper")) { pizza = new PepperPizza();
* pizza.setName("胡椒披萨"); } else { break; } // 输出pizza 制作过程 pizza.prepare();
* pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box(); } while (true); }
*/
/**
* 构造器
* @param simpleFactory
*/
public OrderPizza(SimpleFactory simpleFactory) {
setFactory(simpleFactory);
}
/**
* 定义一个简单工厂对象
*/
private SimpleFactory simpleFactory;
private Pizza pizza = null;
private void setFactory(SimpleFactory simpleFactory) {
// 用户输入的
String orderTypeString = "";
// 设置简单工厂对象
this.simpleFactory = simpleFactory;
do {
orderTypeString = getType();
pizza = this.simpleFactory.createPizza(orderTypeString);
// 输出pizza
// 订购成功
if (pizza != null) {
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
} else {
System.out.println(" 订购披萨失败 ");
break;
}
} while (true);
}
/**
* 写一个方法，可以获取客户希望订购的披萨种类
* @return
*/
private String getType() {
try {
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input pizza type : ");
String string = bufferedReader.readLine();
return string;
} catch(IOException e) {
e.printStackTrace();
return "";
}
}
}
package com.example.demo.simplefactory.pizzastore.order;
/**
* 相当于一个客户端，发出订购
* @author Administrator
*
*/
public class PizzaStore {
public static void main(String[] args) {
//new OrderPizza();
// 使用简单工厂模式
new OrderPizza(new SimpleFactory());
System.out.println("~~退出程序~~");
}
}
工厂方法模式
看一个新的需求
披萨项目新的需求 ： 客户在点披萨时，可以点不同口味的披萨，比如北京的奶酪pizza、北京的胡椒pizza或者是伦敦的奶酪pizza、伦敦的胡椒pizza。
思路1
使用简单工厂模式，创建不同的简单工厂类，比如BJPizzaSimpleFactory、LDPizzaSimpleFactory等等，从当前这个案例来说，也是可以的，但是考虑到项目的规模，以及软件的可维护性、可扩展性并不是特别好
思路2
使用工厂方法模式
工厂方法模式介绍
工厂方法模式设计方案 ： 将披萨项目的实例化功能抽象成抽象方法，在不同的口味点餐子类中具体实现。
工厂方法模式 ： 定义了一个创建对象的抽象方法，由子类决定要实例化的类。工厂方法模式将对象的实例化推迟到子类。
package com.example.demo.factorymethod.pizzastore.order;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;
import com.fasterxml.jackson.databind.deser.ValueInstantiator.Gettable;
public abstract class OrderPizza {
public OrderPizza() {
Pizza pizza = null;
// 订购披萨的类型
String orderType;
do {
orderType = getType();
createPizza(orderType);
// 输出Pizza 制作过程
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
} while (true);
}
/**
* 定义一个抽象方法，createPizza,让各个工厂子类自己实现
* @param orderType
* @return
*/
abstract Pizza createPizza(String orderType);
/**
* 写一个方法，可以获取客户希望订购的披萨种类
* @return
*/
private String getType() {
try {
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input pizza type : ");
String string = bufferedReader.readLine();
return string;
} catch(IOException e) {
e.printStackTrace();
return "";
}
}
}
package com.example.demo.factorymethod.pizzastore.order;
import org.apache.tomcat.util.security.Escape;
import com.example.demo.factorymethod.pizzastore.pizza.LDCheesePizza;
import com.example.demo.factorymethod.pizzastore.pizza.LDPepperPizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;
public class LDOrderPizza extends OrderPizza{
@Override
Pizza createPizza(String orderType) {
Pizza pizza = null;
if (orderType.equals("cheese")) {
pizza = new LDCheesePizza();
} else if (orderType.equals("pepper")) {
pizza = new LDPepperPizza();
}
return pizza;
}
}
package com.example.demo.factorymethod.pizzastore.order;
import com.example.demo.factorymethod.pizzastore.pizza.BJCheesPizza;
import com.example.demo.factorymethod.pizzastore.pizza.BJPepperPizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;
public class BJOrderPizza extends OrderPizza{
@Override
Pizza createPizza(String orderType) {
Pizza pizza = null;
if (orderType.equals("cheese")) {
pizza = new BJCheesPizza();
} else if (orderType.equals("pepper")) {
pizza = new BJPepperPizza();
}
return pizza;
}
}
package com.example.demo.factorymethod.pizzastore.pizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;
public class BJCheesPizza extends Pizza{
@Override
public void prepare() {
setName("北京的奶酪pizza");
System.out.println(" 北京的奶酪pizza 准备原材料 ");
}
}
package com.example.demo.factorymethod.pizzastore.pizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;
public class BJPepperPizza extends Pizza{
@Override
public void prepare() {
setName(" 北京的胡椒pizza ");
System.out.println(" 北京的胡椒pizza 准备原材料 ");
}
}
package com.example.demo.factorymethod.pizzastore.pizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;
public class LDCheesePizza extends Pizza{
@Override
public void prepare() {
setName(" 伦敦的奶酪pizza ");
System.out.println(" 伦敦的奶酪pizza 准备原材料 ");
}
}
package com.example.demo.factorymethod.pizzastore.pizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;
public class LDPepperPizza extends Pizza{
@Override
public void prepare() {
setName(" 伦敦的胡椒pizza ");
System.out.println(" 伦敦的胡椒pizza 准备原材料 ");
}
}
package com.example.demo.factorymethod.pizzastore.order;
public class PizzaStore {
public static void main(String[] args) {
// 创建北京口味的各种Pizza
new BJOrderPizza();
}
}
抽象工厂模式
基本介绍
1）抽象工厂模式 ： 定义了一个interface用于创建相关或有依赖关系的对象簇，而无需指明具体的类
2）抽象工厂模式可以将简单工厂模式和工厂方法模式进行整合
3）从设计层面看，抽象工厂模式就是对简单工厂模式的改进（或者称为进一步的抽象）。
4）将工厂抽象成两层，AbsFactory（抽象工厂）和具体实现的工厂子类。程序员可以根据创建对象类型使用对应的工厂子类。这样将单个的简单工厂类变成了工厂簇，更利于代码的维护和扩展。
5）类图
package com.example.demo.absfactory.pizzastore.order;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;
/**
* 一个抽象工厂模式的抽象层（接口）
* @author Administrator
*
*/
public interface AbsFactory {
/**
* 让下面的工厂子类来 具体实现
* @param orderType
* @return
*/
Pizza createPizza(String orderType);
}
package com.example.demo.absfactory.pizzastore.order;
import com.example.demo.absfactory.pizzastore.pizza.BJCheesPizza;
import com.example.demo.factorymethod.pizzastore.pizza.BJPepperPizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;
/**
* 这是工厂子类
* @author Administrator
*
*/
public class BJFactory implements AbsFactory{
@Override
public Pizza createPizza(String orderType) {
System.out.println("~使用的是抽象工厂模式~");
Pizza pizza = null;
if (orderType.equals("cheese")) {
pizza = new BJCheesPizza();
} else if (orderType.equals("pepper") ) {
pizza = new BJPepperPizza();
}
return pizza;
}
}
package com.example.demo.absfactory.pizzastore.order;
import com.example.demo.absfactory.pizzastore.pizza.LDCheesePizza;
import com.example.demo.absfactory.pizzastore.pizza.LDPepperPizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;
public class LDFactory implements AbsFactory{
@Override
public Pizza createPizza(String orderType) {
System.out.println("~使用的是抽象工厂模式~");
Pizza pizza = null;
if (orderType.equals("cheese")) {
pizza = new LDCheesePizza();
} else if (orderType.equals("pepper")) {
pizza = new LDPepperPizza();
}
return pizza;
}
}
package com.example.demo.absfactory.pizzastore.order;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;
public class OrderPizza {
private AbsFactory factory;
/**
* 构造器
* @param factory
*/
public OrderPizza(AbsFactory factory) {
setFactory(factory);
}
private void setFactory(AbsFactory factory) {
Pizza pizza = null;
// 用户输入
String orderTypeString = "";
this.factory = factory;
do {
orderTypeString = getType();
pizza = factory.createPizza(orderTypeString);
if (pizza != null) {
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
} else {
System.out.println("~订购失败~");
break;
}
} while (true);
}
/**
* 写一个方法，可以获取客户希望订购的披萨种类
* @return
*/
private String getType() {
try {
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input pizza type : ");
String string = bufferedReader.readLine();
return string;
} catch(IOException e) {
e.printStackTrace();
return "";
}
}
}
package com.example.demo.absfactory.pizzastore.pizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;
public class BJCheesPizza extends Pizza{
@Override
public void prepare() {
setName("北京的奶酪pizza");
System.out.println(" 北京的奶酪pizza 准备原材料 ");
}
}
package com.example.demo.absfactory.pizzastore.pizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;
public class BJPepperPizza extends Pizza{
@Override
public void prepare() {
setName(" 北京的胡椒pizza ");
System.out.println(" 北京的胡椒pizza 准备原材料 ");
}
}
package com.example.demo.absfactory.pizzastore.pizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;
public class LDCheesePizza extends Pizza{
@Override
public void prepare() {
setName(" 伦敦的奶酪pizza ");
System.out.println(" 伦敦的奶酪pizza 准备原材料 ");
}
}
package com.example.demo.absfactory.pizzastore.pizza;
import com.example.demo.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;
public class LDPepperPizza extends Pizza{
@Override
public void prepare() {
setName(" 伦敦的胡椒pizza ");
System.out.println(" 伦敦的胡椒pizza 准备原材料 ");
}
}
package com.example.demo.absfactory.pizzastore.order;
public class PizzaStore {
public static void main(String[] args) {
new OrderPizza(new BJFactory());
}
}
工厂模式在JDK-Calendar 应用的源码分析
1）JDK中的Calendar类中，使用了简单工厂模式
public static Calendar getInstance()
{
return createCalendar(TimeZone.getDefault(), Locale.getDefault(Locale.Category.FORMAT));
}
private static Calendar createCalendar(TimeZone zone,
Locale aLocale)
{
CalendarProvider provider =
LocaleProviderAdapter.getAdapter(CalendarProvider.class, aLocale)
.getCalendarProvider();
if (provider != null) {
try {
return provider.getInstance(zone, aLocale);
} catch (IllegalArgumentException iae) {
// fall back to the default instantiation
}
}
Calendar cal = null;
if (aLocale.hasExtensions()) {
String caltype = aLocale.getUnicodeLocaleType("ca");
if (caltype != null) {
switch (caltype) {
case "buddhist":
cal = new BuddhistCalendar(zone, aLocale);
break;
case "japanese":
cal = new JapaneseImperialCalendar(zone, aLocale);
break;
case "gregory":
cal = new GregorianCalendar(zone, aLocale);
break;
}
}
}
if (cal == null) {
// If no known calendar type is explicitly specified,
// perform the traditional way to create a Calendar:
// create a BuddhistCalendar for th_TH locale,
// a JapaneseImperialCalendar for ja_JP_JP locale, or
// a GregorianCalendar for any other locales.
// NOTE: The language, country and variant strings are interned.
if (aLocale.getLanguage() == "th" && aLocale.getCountry() == "TH") {
cal = new BuddhistCalendar(zone, aLocale);
} else if (aLocale.getVariant() == "JP" && aLocale.getLanguage() == "ja"
&& aLocale.getCountry() == "JP") {
cal = new JapaneseImperialCalendar(zone, aLocale);
} else {
cal = new GregorianCalendar(zone, aLocale);
}
}
return cal;
}
工厂模式小结 ：
1）工厂模式的意义
将实例化对象的代码提取出来，放到一个类中统一管理和维护，达到和主项目的依赖关系的解耦。从而提高项目的扩展和维护性。
2）三种工厂模式
3）设计模式的依赖抽象原则
创建对象实例时，不要直接new类，而是把这个new类的动作放在一个工厂的方法中，并返回。有的书上说，变量不要直接持有具体类的引用。
不要让类继承具体类，而是继承抽象类或者是实现interface（接口）
不要覆盖基类中已经实现的方法。