什麼是工廠模式
工廠模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的設計模式之一。簡單的說就是使用一個共同的接口來指向新創建的對象。
本文章主要闡述工廠模式的三種實現方法,即簡單工廠/工廠方法/抽象工廠,下面一一舉例.
簡單工廠模式
首先我要說的是簡單工廠不屬於23種設計模式之一, 簡單工廠模式在創建一個對象時不向客戶暴露內部細節，並提供一個創建對象的通用接口。
通過專門定義一個工廠類來負責創建其它類的實例，被創建的實例通常都具有共同的父類.
簡單工廠模式包含三種角色:
- 工廠角色
用來創建所有實例的內部邏輯,可以被外界直接調用. - 抽象角色
所有對象的父類，它負責描述所有實例所共有的公共接口。 - 具體產品角色
創建的具體的實例對象。
![在這裏插入圖片描述]()
舉一個簡單工廠的實例:
![在這裏插入圖片描述]()
Operator爲一個抽象角色,包含numberA和numberB和一個getResult的方法,用於獲取結果
/**
* 計算器抽象類
*/
public abstract class Operator{
private double numberA;
private double numberB;
//獲取結果的抽象方法
protected abstract double getResult() throws Exception;
// getter和setter方法省略
...
}
具體的產品角色,包含加減乘除四個類都繼承Operator.
/*
* 加法計算類
*/
public class AddOperator extends Operator{
//實現父類的抽象方法
@Override
protected double getResult(){
return getNumberA() + getNumberB();
}
}
/*
* 減法計算類
*/
public class SubOperator extends Operator{
@Override
protected double getResult(){
return getNumberA() - getNumberB();
}
}
/*
* 乘法計算類
*/
public class MulOperator extends Operator{
@Override
protected double getResult(){
return getNumberA() * getNumberB();
}
}
/*
* 除法計算類
*/
public class MulOperator extends Operator{
@Override
protected double getResult() throws Exception{
if(getNmberB() == 0.0){
throw new Exception("除數不能爲0");
}else{
return getNumberA() / getNumberB();
}
}
}
簡單工程類,創建一個createOperator方法,返回Operator 對象:
/**
* 簡單工廠類
*/
public class OperatorFactory {
public static Operator createOperator(String operation){
Operator operator = null;
switch (operation){
case "+":
operator = new AddOperator();
break;
case "-":
operator = new SubOperator();
break;
case "*":
operator = new MulOperator();
break;
case "/":
operator = new DivOperator();
break;
}
return operator;
}
}
簡單測試下:
Operator operator = OperatorFactory.createOperator("+");
operator.setNumberA(10);
operator.setNumberB(5);
try {
System.out.println(operator.getResult());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
打印結果: 15
但是,當我們新添功能的時候,無疑需要在工程類中添加邏輯,還要去添加一個新的類,無疑代碼的耦合性很高,所以就出現了工廠模式.
工廠模式
核心的工廠類不再負責所有產品的創建，而是將具體創建的工作交給子類去做。
在簡單工廠中，創建對象的是工廠類，而在工廠方法中，是由子類來創建對象。
如下圖,我們寫出代碼:
工程類接口:
public class OperatorFactory {
public static Operator createAddOperator(){
return new AddOperator();
}
public static Operator createSubOperator(){
return new SubOperator();
}
public static Operator createMulOperator(){
return new MulOperator();
}
public static Operator createDivOperator(){
return new DivOperator();
}
}
測試下:
Operator operator = OperatorFactory.createAddOperator();
operator.setNumberA(10);
operator.setNumberB(5);
try {
System.out.println(operator.getResult());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
打印結果: 15
工廠方法模式避免了因爲傳入字符串錯誤而導致無法正常創建對象的問題,但是增加一個產品時必須增加一個產品類和實現工廠.在一定程度上增加了系統的複雜度.
抽象工廠模式
抽象工廠模式是提供一個接口，用於創建相關的對象家族 。
抽象工廠模式中包含的角色及職責：
- 抽象工廠角色（Creator）
這是抽象工廠模式的核心，任何工廠類必須實現這個接口。 - 具體工廠角色（Concrete Creator）
它是抽象工廠的一個實現. - 抽象角色（Product）
抽象工廠模式所創建的所有對象的父類，它負責描述所有實例所共有的公共接口。 - 具體產品角色（Concrete Product）
抽象工廠模式所創建的具體的實例對象。
創建一個抽象角色的接口:
public interface Shape{
void draw();
}
創建實現類:
public class Rectangle implements Shape{
@Override
public void draw(){
System.out.println("矩形形狀");
}
}
public class Square implements Shape{
@Override
public void draw(){
System.out.println("方形形狀");
}
}
public class Circle implements Shape{
@Override
public void draw(){
System.out.println("園形形狀");
}
}
創建一個顏色接口（抽象角色）
public interface Color{
void fill();
}
寫實現類:
public class Red implements Color{
@Override
public void fill(){
System.out.println("紅色");
}
}
public class Blue implements Color{
@Override
public void fill(){
System.out.println("藍色");
}
}
public class Green implements Color{
@Override
public void fill(){
System.out.println("綠色");
}
}
創建抽象工廠:
public abstract class AbstractFactory{
public abstract Color getColor(String color);
public abstract Shape getShape(String shape);
}
創建擴展了AbstractFactory的工廠類（具體工廠類）:
public class ShapeFactory extends AbstractFactory{
@Override
public Shape getShape(String shapeType){
if(shapeType == null){
return null;
}
if(shapeType.equalsIgnoreCase("circle")){
return new Circle();
}esle if(shapeType.equalsIgnoreCase("rectangle")){
return new Rectangle();
}else if(shapeType.equalsIgnoreCase("square")){
return new Square();
}
return null;
}
@Override
public Color getColor(String color){
return null;
}
}
public class ColorFactory extends AbstractFactory {
@Override
public Shape getShape(String shapeType){
return null;
}
@Override
public Color getColor(String color) {
if(color == null){
return null;
}
if(color.equalsIgnoreCase("red")){
return new Red();
} else if(color.equalsIgnoreCase("green")){
return new Green();
} else if(color.equalsIgnoreCase("blue")){
return new Blue();
}
return null;
}
}
創建工廠生成器
public class FactoryProducer {
public static AbstractFactory getFactory(String choice){
if(choice.equalsIgnoreCase("shape")){
return new ShapeFactory();
} else if(choice.equalsIgnoreCase("color")){
return new ColorFactory();
}
return null;
}
}
測試下:
public class AbstractFactoryPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
//獲取形狀工廠
AbstractFactory shapeFactory = FactoryProducer.getFactory("SHAPE");
//獲取形狀爲 Circle 的對象
Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");
//調用 Circle 的 draw 方法
shape1.draw();
//獲取形狀爲 Rectangle 的對象
Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
//調用 Rectangle 的 draw 方法
shape2.draw();
//獲取形狀爲 Square 的對象
Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");
//調用 Square 的 draw 方法
shape3.draw();
//獲取顏色工廠
AbstractFactory colorFactory = FactoryProducer.getFactory("COLOR");
//獲取顏色爲 Red 的對象
Color color1 = colorFactory.getColor("RED");
//調用 Red 的 fill 方法
color1.fill();
//獲取顏色爲 Green 的對象
Color color2 = colorFactory.getColor("Green");
//調用 Green 的 fill 方法
color2.fill();
//獲取顏色爲 Blue 的對象
Color color3 = colorFactory.getColor("BLUE");
//調用 Blue 的 fill 方法
color3.fill();
}
}
總結: 抽象工廠模式由Producer去創建實現抽象工廠的子類,再由這些子類去調用具體的方法.可以創建多個抽象產品類.