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工厂模式

 
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文章分类:Java编程

一、引子
话说十年前,有一个暴发户,他家有三辆汽车——Benz奔驰、Bmw宝马、Audi奥迪,还雇了司机为他开车。不过,暴发户坐车时总是怪怪的:上Benz 车后跟司机说“开奔驰车!”,坐上Bmw后他说“开宝马车!”,坐上Audi说“开奥迪车!”。你一定说:这人有病!直接说开车不就行了?!
而当把这个暴发户的行为放到我们程序设计中来时,会发现这是一个普遍存在的现象。幸运的是,这种有病的现象在OO(面向对象)语言中可以避免了。下面就以 Java语言为基础来引入我们本文的主题:工厂模式。

二、分类
工厂模式主要是为创建对象提供过渡接口,以便将创建对象的具体过程屏蔽隔离起来,达到提高灵活性的目的。

工厂模式在《Java与模式》中分为三类:
1)简单工厂模式(Simple Factory)

2)工厂方法模式(Factory Method)

3)抽象工厂模式(Abstract Factory)
这三种模式从上到下逐步抽象,并且更具一般性。
GOF在《设计模式》一书中将工厂模式分为两类:工厂方法模式(Factory Method)与抽象工厂模式(Abstract Factory)。将简单工厂模式(Simple Factory)看为工厂方法模式的一种特例,两者归为一类。

两者皆可,在本文使用《Java与模式》的分类方法。下面来看看这些工厂模式是怎么来“治病”的。

三、简单工厂模式

简单工厂模式又称静态工厂方法模式。重命名上就可以看出这个模式一定很简单。它存在的目的很简单:定义一个用于创建对象的接口。
先来看看它的组成:

1) 工厂类角色: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类实现。

2) 抽象产品角色: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来实现。

3) 具体产品角色:工厂类所创建的对象就是此角色的实例。在java中由一个具体类实现。
那么简单工厂模式怎么来使用呢?我们就以简单工厂模式来改造暴发户坐车的方式——现在暴发户只需要坐在车里对司机说句:“开车”就可以了。

Java代码 复制代码
  1. //抽象产品角色
  2. publicinterfaceCar{
  3. publicvoiddrive();
  4. }
  5. //具体产品角色
  6. publicclassBenzimplementsCar{
  7. publicvoiddrive(){
  8. System.out.println("DrivingBenz");
  9. }
  10. }
  11. publicclassBmwimplementsCar{
  12. publicvoiddrive(){
  13. System.out.println("DrivingBmw");
  14. }
  15. }
  16. ...(奥迪我就不写了)
  17. //工厂类角色
  18. publicclassDriver{
  19. //工厂方法.注意返回类型为抽象产品角色
  20. publicstaticCardriverCar(Strings)throwsException{
  21. //判断逻辑,返回具体的产品角色给Client
  22. if(s.equalsIgnoreCase("Benz"))
  23. returnnewBenz();
  24. elseif(s.equalsIgnoreCase("Bmw"))
  25. returnnewBmw();
  26. ......
  27. elsethrownewException();
  28. ...
  29. //欢迎暴发户出场......
  30. publicclassMagnate{
  31. publicstaticvoidmain(String[]args){
  32. try{
  33. //告诉司机我今天坐奔驰
  34. Carcar=Driver.driverCar("benz");
  35. //下命令:开车
  36. car.drive();
  37. ...
//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 ");
  }
}
...(奥迪我就不写了)

//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 s)throws 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();
         ...

//欢迎暴发户出场......
public class Magnate{
         public static void main(String[] args){
                    try{
                          //告诉司机我今天坐奔驰                     
                              Car car = Driver.driverCar("benz");
                          //下命令:开车                           
                              car.drive();
                    ...

 

将本程序空缺的其他信息填充完整后即可运行。如果你将所有的类放在一个文件中,请不要忘记只能有一个类被声明为public。本程序在jdk1.4 下运行通过。
这便是简单工厂模式了。怎么样,使用起来很简单吧?那么它带来了什么好处呢?
首先,使用了简单工厂模式后,我们的程序不在“有病”,更加符合现实中的情况;而且客户端免除了直接创建产品对象的责任,而仅仅负责“消费”产品(正如暴发户所为)。

下面我们从开闭原则(对扩展开放;对修改封闭)上来分析下简单工厂模式。当暴发户增加了一辆车的时候,只要符合抽象产品制定的合同,那么只要通知工厂类知道就可以被客户使用了。所以对产品部分来说,它是符合开闭原则的;但是工厂部分好像不太理想,因为每增加一辆车,都要在工厂类中增加相应的业务逻辑或者判断逻辑,这显然是违背开闭原则的。可想而知对于新产品的加入,工厂类是很被动的。对于这样的工厂类(在我们的例子中是为司机师傅),我们称它为全能类或者上帝类。
我们举的例子是最简单的情况,而在实际应用中,很可能产品是一个多层次的树状结构。由于简单工厂模式中只有一个工厂类来对应这些产品,所以这可能会把我们的上帝累坏了,也累坏了我们这些程序员:(
于是工厂方法模式作为救世主出现了。

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