设计模式之工厂模式

工厂模式是Java常用的设计模式之一,属于创建型模式,在平常开发中是很常见的。主要是用在复杂对象的实例化中,通过工厂模式对外屏蔽复杂的具体实现,达到解耦效果。
工厂模式细分为简单工厂模式工厂模式抽象工厂模式
阅读本文,建议从头到尾,因为知识点由浅到深,看似简单,精粹却深藏其中,愿读者慢慢食用并消化之。
简单工厂模式
在深圳的某个地方,有个工厂,生产机顶盒(STB),机顶盒的又分小米机顶盒和TCL机顶盒。由于机顶盒的生产过程是非常复杂的工艺,所以工厂对小米和TCL公司说,需要需要生产对应的机顶盒找我就好。

  1. 所以首先要有机顶盒这个概念,所以我们抽象出机顶盒接口,使其作为小米机顶盒、TCL机顶盒的父类。该机顶盒功能我们暂时定义是否支持带USB口,是否支持杜比,播放视频。现实机顶盒是比较复杂的,这里举例说明简单点。
public interface STB {
    /**
     * 是否带USB接口
     * @return true,带USB接口,false,不带USB接口
     */
    boolean hasUSBInterface();

    /**
     * 是否支持杜比播放
     * @return true,表示支持,false,表示不支持
     */
    boolean supportDolby();

    /**
     * 播放视频
     */
    void playVideo();

}
  1. 接下来,小米机顶盒和TCL机顶盒的具体实现,根据自身的定制,支持的功能。
    小米机顶盒具体实现类
public class XiaoMiSTB implements STB {
    @Override
    public boolean hasUSBInterface() {
        return true;
    }

    @Override
    public boolean supportDolby() {
        return false;
    }


    @Override
    public void playVideo() {
        System.out.println("我是小米机顶盒,正在播放视频");
    }

}

TCL机顶盒具体实现类


public class TCLSTB implements STB {
    @Override
    public void playVideo() {
        System.out.println("我是TCL机顶盒,正在播放视频");
    }

    @Override
    public boolean hasUSBInterface() {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean supportDolby() {
        return false;
    }
}
  1. 有了盒子,那么那就需要工厂来生产了,所以我们造一座工厂出来,负责生产小米和TCL机顶盒。
public class STBFactory {

    public final static String XIAO_MI = "xiaomi";

    public final static String TCL = "tcl";


    public STB getSTB(String stbType) {
        switch (stbType) {
            case XIAO_MI:
                return new XiaoMiSTB();
            case TCL:
                return new TCLSTB();
            default:
                return null;
        }
    }
}

  1. 小米和TCL公司来订单了,要工厂生产自己家公司的机顶盒,用来播放视频。
public class SimpleFactory {

    public static void main(String[] args) {
        //穿建工厂实例
        STBFactory stbFactory = new STBFactory();
        //通知工厂,生产小米机顶盒,获取小米机顶盒实例
        STB xiaomiSTB = stbFactory.getSTB(STBFactory.XIAO_MI);
        //小米机顶盒播放视频
        xiaomiSTB.playVideo();
        
        //通知工厂,生产TCL机顶盒,获取TCL机顶盒实例
        STB tclSTB = stbFactory.getSTB(STBFactory.TCL);
        //TCL机顶盒播放视频
        tclSTB.playVideo();
    }

}

5 用户已经在家里看视频了,生产成功了,机顶盒可正常使用。


工厂模式
随着工厂规模的扩大,机顶盒工厂分设两个子工厂,分别用于生产对应小米机顶盒和TCL机顶盒。生产机顶盒的牌子由子工厂决定,不再需要机顶盒工厂通过下发命令(参数)来控制。这里主要也是涉及到Java多态特性。
1 为此,我们需要重新调整机顶盒的业务,即代码内容,我们将机顶盒工厂抽象为一个接口,不在具体管理生产,由子工厂管理生产。

public interface STBFactroy {
    /**
     * 生产机顶盒,获取机顶盒实例
     * @return
     */
    STB getSTB();
}
  1. 造两座子工厂,分别为小米工厂和TCL工厂。
    小米工厂
public class XiaoMiFactory implements STBFactroy  {
    @Override
    public STB getSTB() {
        return new XiaoMiSTB();
    }
}

TCL工厂

public class TCLFactory implements STBFactroy {
    @Override
    public STB getSTB() {
        return new TCLSTB();
    }
}
  1. 工厂业务员真棒,子工厂刚建立,立马就收到TCL公司的新订单,并生产了盒子,播放视频正常。
public class Factory {
    public static void main(String[] args) {
        
       STBFactroy stbFactroy=new TCLFactory();

       STB stb=stbFactroy.getSTB();

       stb.playVideo();
    }
}

抽象工厂模式
在工厂业务日益繁荣的情况下,工厂决定增设手机业务,主要生产小米手机和TCL手机。此时,工厂从一个机顶盒产品变成两个两个产品,机顶盒和手机。相对应的工厂模式也变成了抽象工厂模式。在此,可以看到,只有一个产品,是工厂模式,两个产品,就是抽象工厂模式。

  1. 定义手机概念,抽象一个Phone接口,具有拨打电话和版本信息。
public interface Phone {

    /**
     * 拨打电话
     */
    void call();

    /**
     * 系统信息
     */
    void build();
}
  1. 手机的具体牌子,实现类。
    小米手机
public class XiaoMiPhone implements Phone {
    @Override
    public void call() {
        System.out.println("小米手机正在拨打电话");
    }

    @Override
    public void build() {
        System.out.println("我是小米手机");
    }
}

TCL手机

public class TCLPhone implements Phone {
    @Override
    public void call() {
        System.out.println("TCL手机正在拨打电话");
    }

    @Override
    public void build() {
        System.out.println("我是TCL手机");
    }
}
  1. 为总工厂添加生产手机业务,子工厂具体负责实现。
    父类工厂接口,抽象子工厂的业务
public interface HeadFactory {
    /**
     * 生产机顶盒,获取机顶盒实例
     * @return
     */
    STB getSTB();

    /**
     * 生产手机,获取手机实例
     * @return
     */
    Phone getPhone();
}

小米工厂实现类

public class XiaoMiFactory implements HeadFactory {
    @Override
    public STB getSTB() {
        return new XiaoMiSTB();
    }

    @Override
    public Phone getPhone() {
        return  new XiaoMiPhone();
    }
}

TCL工厂实现类

public class TCLFactory implements HeadFactory {
    @Override
    public STB getSTB() {
        return new TCLSTB();
    }

    @Override
    public Phone getPhone() {
        return  new TCLPhone();
    }
}
  1. 工厂已经建立完毕,是时候接单进行生产了,在保持旧业务的持续发展下,接来了TCL的手机新订单。

public class Factory {
    public static void main(String[] args) {

       HeadFactory stbFactory =new XiaoMiFactory();

       STB stb= stbFactory.getSTB();

       stb.playVideo();

       Phone phone=stbFactory.getPhone();

       phone.build();
    }

}
  1. 小米手机看来使用正常


到此,设计模式中的工厂模式就介绍完毕了,下面进行总结一下。

  • 如果类比较简单,新建一个对象,采用工厂模式是得不偿失的,通过上面的例子,创建一个简单的对象,可能需要创建很多的类。工厂模式适合在明确条件下,有多少对象,有多少分支,建立对象比较复杂的情况下去选择。
  • 工厂模式的初心是解耦,所以别了使用工厂模式,而更加耦合。
  • 简单工厂模式,工厂模式,抽象工厂模式都是相互关联的。工厂模式相对于简单工厂模式,只是让实现类去生成对象,而不是根据条件去判断。抽象工厂模式相对于工厂模式,只是对象的多少问题。
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