設計模式——Factory工廠模式

設計模式——Factory工廠模式

工廠模式

       實例化對象，用工廠方法代替new操作。定義一個創建對象的接口指向其實現的子類，讓父類決定實例的生成方式，讓子類決定實現的細節。這樣有利於擴展。

工廠模式是Java中最常用的設計模式之一。這種類型的設計模式屬於創建型模式，它提供了一種創建對象的最佳方式。

作爲一種創建類模式，在任何需要生成複雜對象的地方，都可以使用工廠方法模式。有一點需要注意的地方就是複雜對象適合使用工廠模式，而簡單對象，特別是只需要通過 new 就可以完成創建的對象，無需使用工廠模式。如果使用工廠模式，就需要引入一個工廠類，會增加系統的複雜度。

應用實例： 1、JDBC中調用對數據庫操作的API，而不必關係底層實現的是MySQL還是Oracle，只需要傳入對應的類名。

優點： 1、一個調用者想創建一個對象，只要知道其名稱就可以了。 2、擴展性高，如果想增加一個產品，只要擴展一個工廠類就可以。 3、屏蔽產品的具體實現，調用者只關心產品的接口。

缺點：每次增加一個產品時，都需要增加一個具體類和對象實現工廠，使得系統中類的個數成倍增加，在一定程度上增加了系統的複雜度，同時也增加了系統具體類的依賴。這並不是什麼好事。

 

Shape.java

定義一個接口，規範對象使用行爲。

public interface Shape {
    void draw();
}

兩個實現類

實現相同的接口，細節實現不同的功能。

public class Square implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("我是方形");
    }
}

 

public class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("我是圓形");
    }
}

ShapeFactory.java

實現了三個方法分別對應不同的獲取對象的方式，推薦使用第二和第三個方法，使用了反射機制，這樣新增功能，比如三角形時，不用修改工廠類，而使用第一種方法需要修改。

public class ShapeFactory {

    //使用 getShape 方法獲取形狀類型的對象
    public static Shape getShape(String shapeType) {
        if (shapeType == null) {
            return null;
        }
        if ("Circle".equals(shapeType)) {
            return new Circle();
        } else if ("Square".equals(shapeType)) {
            return new Square();
        }
        return null;
    }

    //根據類名獲取
    public static Shape getShapeByClassName(String className){
        Shape shape=null;
        try {
            shape = (Shape) Class.forName(className).newInstance();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return shape;
    }

    //根據Class類型 獲取
    public static <T> T getShape(Class<? extends T> clazz) {
        T obj = null;
        try {
            obj = (T) Class.forName(clazz.getName()).newInstance();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return obj;
    }
}

Test.java

測試，輸出爲：

我是圓形

我是方形

我是圓形

public class Test {
    public static void main(String[] args){
        Shape shape1 = ShapeFactory.getShape("Circle");
        shape1.draw();
        Shape shape2 = ShapeFactory.getShapeByClassName("factory.shapepack.Square");
        shape2.draw();
        Shape shape3 = ShapeFactory.getShape(Circle.class);
        shape3.draw();
    }
}

 

抽象工廠模式

抽象工廠模式（Abstract Factory Pattern）是圍繞一個超級工廠創建其他工廠。該超級工廠又稱爲其他工廠的工廠。

在抽象工廠模式中，接口是負責創建一個相關對象的工廠，不需要顯式指定它們的類。每個生成的工廠都能按照工廠模式提供對象。

能夠提供一個創建一系列相關或相互依賴對象的接口，而無需指定它們具體的類。在一個工廠裏聚合多個同類產品。這裏理解上有一定困難，打個比方：

工作了，爲了參加一些聚會，肯定有兩套或多套衣服吧，比如說有商務裝（成套，一系列具體產品）、時尚裝（成套，一系列具體產品），即一系列具體產品。假設一種情況，某一個衣櫃（具體工廠）只能存放某一種這樣的衣服（成套，一系列具體產品），每次拿這種成套的衣服時也自然要從這個衣櫃中取出了。用 OO 的思想去理解，所有的衣櫃（具體工廠）都是衣櫃類的（抽象工廠）某一個，而每一件成套的衣服又包括具體的上衣（某一具體產品），褲子（某一具體產品），這些具體的上衣其實也都是上衣（抽象產品），具體的褲子也都是褲子（另一個抽象產品）。

 

示例代碼，新增一個Color接口和Red和Blue兩個實現類以及ColorFactory工廠類，類似於上面的Shape實現方式。

新增一個AbstractFactory抽象工廠類

public abstract class AbstractFactory {
    protected abstract Color getColor(String color);
    protected abstract Shape getShape(String shape) ;
}

ColorFactory和ShapeFactory繼承該抽象工廠類，如ColorFactory：

public class ColorFactory extends AbstractFactory {
    //簡單起見這裏不使用反射機制
    public Color getColor (String colorType){
        if (colorType == null) {
            return null;
        }
        if ("Red".equals(colorType)) {
            return new Red();
        } else if ("Blue".equals(colorType)) {
            return new Blue();
        }
        return null;
    }

    @Override
    //getShape不具體實現，讓ShapeFactory去實現
    protected Shape getShape(String shape) {
        return null;
    }
}

新增一個工廠生成器類來獲取對應的具體的工廠

FactoryProducer

public class FactoryProducer {
    public static AbstractFactory getFactory(String choice){
        //這裏簡單起見不使用反射機制
        if("Shape".equals(choice)){
            return new ShapeFactory();
        } else if("Color".equals(choice)){
            return new ColorFactory();
        }
        return null;
    }
}

 

測試輸出：

我是方形

填充紅色

AbstractFactory shapeFactory = FactoryProducer.getFactory("Shape");
shapeFactory.getShape("Square").draw();
AbstractFactory colorFactory = FactoryProducer.getFactory("Color");
colorFactory.getColor("Red").fill();