Java设计模式——简单工厂模式——工厂方法模式——抽象工厂模式

一、引言

23种设计模式大概分为三大类:

5种(创建型模式):工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、原型模式、建造者模式。

7种(结构型模式):适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

11种(行为型模式):策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

行为型又可以通过类与类之间的关系进行划分 :
在这里插入图片描述

二、简单工厂模式

1、案列分析

假设现在有个披萨店,客户要点披萨,

披萨有很多种类,假设目前有三种:中国披萨(CheesePizza )、希腊披萨(GreekPizza)、日本披萨(JapanPizza):
披萨的制作流程有: prepare,bake, cut, box 

如果不用设计模式的话,正常的类图应该如下:
在这里插入图片描述
上面类图的代码,应该很简单:

public abstract class Pizza {

	protected String name; 
	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;
	}
}

// 中国披萨,其他的类似,不在给出
public class ChinaPizza extends Pizza {

	@Override
	public void prepare() {
		System.out.println("中国披萨正在准备……");
	}

}

// 订购披萨方法
public class OrderPizza {

	public OrderPizza() {
		Pizza pizza = null;
		String orderType;
		do {
			orderType = getType();
			if (orderType.equals("greek")) {
				pizza = new GreekPizza();
				pizza.setName(" 希腊披萨 ");
			} else if (orderType.equals("china")) {
				pizza = new CheesePizza();
				pizza.setName(" 中国披萨");
			} else if (orderType.equals("japan")) {
				pizza = new PepperPizza();
				pizza.setName(" 日本披萨");
			} else {
				break;
			}

			pizza.prepare();
			pizza.bake();
			pizza.cut();
			pizza.box();

		} while (true);
	}

	// 等待客户端输入
	private String getType() {
		try {
			BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
			System.out.println("input pizza 种类:");
			String str = strin.readLine();
			return str;
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
			return "";
		}
	}
}

// 测试类
public class PizzaStore {
	public static void main(String[] args) {
		new OrderPizza();
	}
}

以上就是没用设计模式,所写出来的代码,该方式的优缺点如下:

优点是比较好理解,简单易操作。

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。

比如此时店里新添了一种Pepper披萨,我们要修改哪些代码?

要新创建一个PepperPizza类,继承基础类,最关键的是要改OrderPizza的代码,此举违法了OCP原则。
2、简单工厂模式

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为;

(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;

分析:修改代码可以接受,但是如果我们在其它的多个地方也有创建Pizza的代码,就意味着,不只要修改一处,这样就增加了代码出Bug的风险了……

使用简单工厂模式的思路:把创建Pizza对象封装到一个类中,这样我们有新的Pizza种类时,只需要修改该类就可,其它有创建到Pizza对象的代码就不需要修改了。类图如下:
在这里插入图片描述

// 定义一个简单工厂,专门用于根据种类创建需要的pizza
public class SimpleFactory {

	public Pizza createPizza(String orderType) {

		Pizza pizza = null;

		if (orderType.equals("greek")) {
			pizza = new GreekPizza();
			pizza.setName(" 希腊披萨 ");
		} else if (orderType.equals("china")) {
			pizza = new CheesePizza();
			pizza.setName(" 中国披萨 ");
		}  else if (orderType.equals("japan")) {
			pizza = new CheesePizza();
			pizza.setName(" 日本披萨 ");
		} else if (orderType.equals("pepper")) {
			pizza = new PepperPizza();
			pizza.setName(" 胡椒披萨");
		}

		return pizza;
	}
}

// OrderPizza
public class OrderPizza {

	SimpleFactory simpleFactory;
	Pizza pizza = null;
	
	public OrderPizza(SimpleFactory simpleFactory) {
		setFactory(simpleFactory);
	}
	
	public void setFactory(SimpleFactory simpleFactory) {
	
		String orderType = "";
	
		this.simpleFactory = simpleFactory;
	
		do {
			orderType = getType();
			pizza = this.simpleFactory.createPizza(orderType);
	
			if (pizza != null) {
				pizza.prepare();
				pizza.bake();
				pizza.cut();
				pizza.box();
			} else {
				System.out.println(" 没有该种类 ");
				break;
			}
		} while (true);
	}
}	

//测试类 
 new OrderPizza(new SimpleFactory());
3、工厂方法模式

工厂方法模式基本介绍:

(1)、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。

在上面的基础上,需求继续变化:

客户在点披萨时,可以点不同口味的披萨,比如:中国的奶酪pizza、中国的胡椒pizza 
或者日本的奶酪pizza、日本的胡椒pizza。

方法一:使用简单工厂模式,创建不同的简单工厂类,比如ChinaPizzaSimpleFactory、JapanPizzaSimpleFactory
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。

方法二:使用工厂方法模式。

在这里插入图片描述

4、抽象工厂模式

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。我们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。

在这里插入图片描述

三、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 (简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式)

(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。
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