Java設計模式之簡單工廠模式(Simple Factory)

【Java與模式】簡單工廠模式(Simple Factory---吳義)

首先說明，Java與模式一系列的文章均是參考閻宏博士的《Java與模式》一書，加上自身的一些體會的探索，產生如下文章。在此，特意標明。再談Java與模式，在學習模式之前簡單工廠模式（Simple Factory），需瞭解具體的Java模型圖UML圖的意思，Java中UML圖具體含義的講解請參考我博客的其他文章，它類似於機械工程中的AUTO CAD設計圖紙，Java設計模式大類分爲

1. 創建模式（簡單工廠模式、工廠方法模式、抽象工廠模式、單例模式、多例模式、建造模式、原始模型模式）
2. 結構模式（適配器模式、缺省適配模式、合成模式、裝飾模式、代理模式、享元模式、門面模式、橋樑模式）
3. 行爲模式（不變模式、策略模式、模板方法模式、觀察者模式、迭代子模式、責任鏈模式、命令模式、備忘錄模式、狀態模式、訪問者模式、解釋器模式、調停者模式

本文要講述第一個設計模式（其他設計模式請參考我的其他博客），簡單工廠模式，它是創建模式中最基本的模式，創建模式是對類的實例化過程的抽象化，一些系統在創建對象時，需要動態地決定怎樣創建對象，創建哪些對象，以及如何組合和表示這些對象。創建模式描述了怎樣構造和封裝這些動態的決定。

舉例說明，比如有一個農場，專門向市場銷售各種水果。在這個系統裏需要描述下列水果

• 葡萄 Grape
• 草莓 Strawberry
• 蘋果 Apple

水果和其他的植物有很大不同，水果最終是可以採摘食用的。那麼很自然地做法就是建立一個各種水果都適用的通用接口，以便與農場裏的其他植物區分開，如下UML圖所示

水果接口規定出所有的水果必須實現的接口，包括任何水果類必須具備的方法。種植plant()，生長grow()，以及收穫harvest()。

這個水果接口的源代碼如下所示：

package com.wuyi.creationalPattern;

/**
 * Created on 2017/6/9
 *
 * @author WuYi
 */
public interface Fruit {
    public void grow();
    public void harvest();
    public void plant();
}

Apple類是水果的一種，實現接口Fruit的所有方法。另外，由於蘋果是多年生植物，因此多出一個treeAge性質，來描述蘋果樹的樹齡。下面是這個Apple類的源代碼

package com.wuyi.creationalPattern;

/**
 * Created on 2017/6/9
 *
 * @author WuYi
 */
public class Apple implements Fruit {
    private int treeAge;

    public int getTreeAge() {
        return treeAge;
    }

    public void setTreeAge(int treeAge) {
        this.treeAge = treeAge;
    }

    @Override
    public void grow() {
        log("Apple is growing");
    }

    @Override
    public void harvest() {
        log("Apple has been harvest");
    }

    @Override
    public void plant() {
        log("Apple has been planted");
    }
    /**
     * 輔助方法
     */
    public static void log(String msg){
        System.out.println(msg);
    }
}

同理，Grape類是水果的一種，但葡萄分爲有籽和無籽兩類，因此多出一個seedless屬性。代碼如下：

package com.wuyi.creationalPattern;

/**
 * Created on 2017/6/9
 *
 * @author WuYi
 */
public class Grape implements Fruit{
    private boolean seedless;

    public boolean isSeedless() {
        return seedless;
    }

    public void setSeedless(boolean seedless) {
        this.seedless = seedless;
    }

    @Override
    public void grow() {
        log("Grape is growing");
    }

    @Override
    public void harvest() {
        log("Grape has been harvested");
    }

    @Override
    public void plant() {
        log("Grape has been planted");
    }
    /**
     * 輔助方法
     */
    public static void log(String msg){
        System.out.println(msg);
    }
}

Strawberry草莓類代碼如下：

package com.wuyi.creationalPattern;

/**
 * Created on 2017/6/9
 *
 * @author WuYi
 */
public class Strawberry implements Fruit{
    @Override
    public void grow() {
        log("Strawberry is growing");
    }

    @Override
    public void harvest() {
        log("Strawberry has been harvested");
    }

    @Override
    public void plant() {
        log("Strawberry has been planted");
    }
    /**
     * 輔助方法
     */
    public static void log(String msg){
        System.out.println(msg);
    }
}

農場的園丁也是系統的一部分，自然要由一個合適的類來代表。這個類就是FruitGardener類（就是我們的工廠類了），FruitGardener類根據客戶端的要求，創建出不同的水果對象，比如蘋果Apple,葡萄Grape或草莓Strawberry的實例，而如果收不到合法的要求，就會拋出BadFruitException異常。BadFruitException異常類代碼如下：

package com.wuyi.exception;

/**
 * Created on 2017/6/10
 *
 * @author WuYi
 */
public class BadFruitException extends Exception{
        public BadFruitException(String msg){
            super(msg);
        }
}

FruitGardener園丁類的代碼如下：

package com.wuyi.creationalPattern;

import com.wuyi.exception.BadFruitException;
import com.wuyi.staticMethodTest.A;

/**
 * Created on 2017/6/9
 *
 * @author WuYi
 */
public class FruitGardener {
    /**
     * 靜態工廠方法
     *
     */
    public static Fruit factory(String which) throws BadFruitException {
        if (which.equalsIgnoreCase("apple")){
            return new Apple();
        }
        else if (which.equalsIgnoreCase("strawberry")){
            return new Strawberry();
        }
        else if (which.equalsIgnoreCase("grape")){
            return new Grape();
        }
        else {
            throw new BadFruitException("Bad fruit request");
        }
    }
}

測試類代碼如下：

package com.wuyi.creationalPattern;

import com.wuyi.exception.BadFruitException;

/**
 * Created on 2017/6/10
 *
 * @author WuYi
 */
public class FactoryTest {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Fruit apple = FruitGardener.factory("apple");
            Fruit grape=FruitGardener.factory("grape");
            Fruit strawBerry=FruitGardener.factory("strawberry");
            apple.grow();
            grape.grow();
            strawBerry.grow();
        } catch (BadFruitException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

結果輸出：

"D:\Java JDK1.7\bin\java" "-javaagent:D:\Idea\IntelliJ IDEA 2017.1\lib\idea_rt.jar=9689:D:\Idea\IntelliJ IDEA 2017.1\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "D:\Java JDK1.7\jre\lib\charsets.jar;D:\Java JDK1.7\jre\lib\deploy.jar;D:\Java JDK1.7\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;D:\Java JDK1.7\jre\lib\ext\dnsns.jar;D:\Java JDK1.7\jre\lib\ext\jaccess.jar;D:\Java JDK1.7\jre\lib\ext\localedata.jar;D:\Java JDK1.7\jre\lib\ext\sunec.jar;D:\Java JDK1.7\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;D:\Java JDK1.7\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;D:\Java JDK1.7\jre\lib\ext\zipfs.jar;D:\Java JDK1.7\jre\lib\javaws.jar;D:\Java JDK1.7\jre\lib\jce.jar;D:\Java JDK1.7\jre\lib\jfr.jar;D:\Java JDK1.7\jre\lib\jfxrt.jar;D:\Java JDK1.7\jre\lib\jsse.jar;D:\Java JDK1.7\jre\lib\management-agent.jar;D:\Java JDK1.7\jre\lib\plugin.jar;D:\Java JDK1.7\jre\lib\resources.jar;D:\Java JDK1.7\jre\lib\rt.jar;D:\Idea\Idea WorkSpace\Design_Principles_and_Patterns_In_Java\out\production\Design_Principles_and_Patterns_In_Java" com.wuyi.creationalPattern.FactoryTest
Apple is growing
Grape is growing
Strawberry is growing

Process finished with exit code 0

簡單工廠模式是類的創建模式，這個模式的一般性結構如下圖所示：