设计模式之工厂模式 三种工厂模式的实现方式

什么是工厂模式?

工厂模式就是将对象的创建交由工厂来实现,程序只管使用其中具体的方法即可。

我们为什么要使用工厂模式?

1.将对象的创建和对象的使用分开,降低耦合度,提供代码重复利用率;

2.后期对于创建对象的修改成本小。

虽然工厂模式有这么优势,但是并不是所有的场景都适用于工厂模式。我们总不能把所有的需要创建对象的地方都换成工厂模式吧?那就有点为了使用设计模式而使用工厂模式了。

那么什么场景下,适合使用工厂模式呢?

1. 对象的创建过程/实例化准备工作很复杂,需要初始化很多参数、查询数据库等。其中的参数设置错误,就比较影响客户的使用。

例如:

一个数据库工厂:可以返回一个数据库实例,可以是mysql,oracle等。

这个工厂就可以把数据库连接需要的用户名,地址,密码等封装好,直接返回对应的数据库对象就好。不需要调用者自己初始化,减少了写错密码等等这些错误。调用者只负责使用,不需要管怎么去创建、初始化对象。

2.类本身有好多子类,这些类的创建过程在业务中容易发生改变,或者对类的调用容易发生改变。

工厂模式从简单到复杂可以分为三大类,分别是简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式。大家可以根据自己的应用场景来选择,下面进行逐一介绍。

简单工厂模式

有一个工厂类,负责产出产品。通过工厂类的一个方法返回产品(返回的类型是抽象产品类)。不过产品多种多样,具体的产品类要继承自这个抽象产品类。具体类图如下:

工厂方法模式

简单工厂模式只是让一类对象的创建让工厂管理了起来。但是对于软件设计中的开闭原则(即对扩展开放,对修改封闭)遵循的并不好。比如,我们要想增加一个产品,必须在工厂类中修改代码。而工厂方法模式就可以规避这个问题。当有新的产品时,增加一个具体的产品类继承自抽象产品类,再增加一个新的工厂类继承自抽象工厂类。然后让新的工厂类和新的产品类关联起来。这样就遵循了开闭原则。具体类图如下:

工厂方法模式虽然符合了开闭原则,但是代码量比以前大了。我们要想产新的产品,必须写一个新的工厂类,继承抽象工厂类。为了减少代码量,可以使用类模板(利用泛型,创建工厂类时,传入具体的产品类,以实现生产对应产品的作用),具体类图如下:

抽象工厂模式

我们有时候需要的不仅仅是一类产品,可能是一套产品,比如,生产一支笔,不仅要生产笔芯,还有生产笔杆。

笔芯可以是A1厂的,也可以是A2厂的。笔杆可以是B1厂的,也可以是B2厂的。

那么我们的抽象工厂类,就不能只有一个create方法,应该有两个,一个制造A类产品,一类制造B类产品。

具体类图如下:

这种模式的弊端也是比较明显的,每增加一类新的产品,就要同时修改工厂接口和其实现类。我们可以将其优化成简单工厂模式。每类产品通过简单工厂类进行生产,然后调用者自由组合。这样工厂就只涉及一个简单工厂,没有继承关系了。

类图如下:

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