设计模式系列之工厂模式三兄弟(Factory Pattern)

说明:设计模式系列文章是读刘伟所著《设计模式的艺术之道(软件开发人员内功修炼之道)》一书的阅读笔记。个人感觉这本书讲的不错,有兴趣推荐读一读。详细内容也可以看看此书作者的博客https://blog.csdn.net/LoveLion/article/details/17517213

工厂模式是最常用的一类创建型设计模式,通常我们所说的工厂模式是指工厂方法模式,它也是使用频率最高的工厂模式。简单工厂模式是工厂方法模式的“小弟”,它不属于GoF23种设计模式,但在软件开发中应用也较为频繁,通常将它作为学习其他工厂模式的入门。此外,工厂方法模式还有一位“大哥”——抽象工厂模式。这三种工厂模式各具特色,难度也逐个加大,在软件开发中它们都得到了广泛的应用,成为面向对象软件中常用的创建对象的工具。

简单工厂模式

简单工厂模式并不属于GoF 23个经典设计模式,但通常将它作为学习其他工厂模式的基础,它的设计思想很简单。

模式定义

简单工厂模式(Simple Factory Pattern):定义一个工厂类,它可以根据参数的不同返回不同类的实例,被创建的实例通常都具有共同的父类。因为在简单工厂模式中用于创建实例的方法是静态(static)方法,因此简单工厂模式又被称为静态工厂方法(Static Factory Method)模式,它属于类创建型模式。

简单工厂模式的要点在于:当你需要什么,只需要传入一个正确的参数,就可以获取你所需要的对象,而无须知道其创建细节。

模式结构图

简单工厂模式结构图如下所示:

简单工厂模式结构图

模式伪代码

在使用简单工厂模式时,首先需要对产品类进行重构,不能设计一个包罗万象的产品类,而需根据实际情况设计一个产品层次结构,将所有产品类公共的代码移至抽象产品类,并在抽象产品类中声明一些抽象方法,以供不同的具体产品类来实现,典型的抽象产品类代码如下所示:

public abstract class Product { // 所有产品的公共属性 // 所有产品类的公共业务方法 public void methodSame() { //公共方法的实现 } // 声明抽象业务方法 public abstract void methodDiff(); }

在具体产品类中实现了抽象产品类中声明的抽象业务方法。

public class ConcreteProduct extends Product { @Override public void methodDiff() { // 具体产品业务方法的实现 } }

简单工厂模式的核心是工厂类,在没有工厂类之前,客户端一般会使用new关键字来直接创建产品对象,而在引入工厂类之后,客户端可以通过工厂类来创建产品,在简单工厂模式中,工厂类提供了一个静态工厂方法供客户端使用,根据所传入的参数不同可以创建不同的产品对象,典型的工厂类代码如下所示:

public class Factory { //静态工厂方法 public static Product getProduct(String arg) { Product product = null; if (arg.equalsIgnoreCase("A")) { product = new ConcreteProductA(); //初始化设置product } else if (arg.equalsIgnoreCase("B")) { product = new ConcreteProductB(); //初始化设置product } return product; } }

在客户端代码中,我们通过调用工厂类的工厂方法即可得到产品对象,典型代码如下所示:

public class Client { public static void main(String[] args) { Product product; product = Factory.getProduct("A"); //通过工厂类创建产品对象 product.methodSame(); product.methodDiff(); } } 模式简化

有时候,为了简化简单工厂模式,我们可以将抽象产品类和工厂类合并,将静态工厂方法移至抽象产品类中,如下图所示。

简化的简单工厂模式

客户端可以通过产品父类的静态工厂方法,根据参数的不同创建不同类型的产品子类对象,这种做法在JDK等类库和框架中也广泛存在。
比如:java.nio.charset.Charset

public abstract class Charset { /** * Returns a charset object for the named charset. */ public static Charset forName(String charsetName) { java.nio.charset.Charset cs = lookup(charsetName); if (cs != null) return cs; throw new UnsupportedCharsetException(charsetName); } } 模式小结

简单工厂模式提供了专门的工厂类用于创建对象,将对象的创建和对象的使用分离开,它作为一种最简单的工厂模式在软件开发中得到了较为广泛的应用。

使用场景:

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。

客户端只知道传入工厂类的参数,对于如何创建对象并不关心。

工厂方法模式

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