设计模式之工厂方法模式

设计模式之工厂方法模式

    工厂方法模式定义：Define an interface for creating an object, but let subclasses decide which class to instantiate. Factory Method lets a class defer instantiation to subclasses.(定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。)

通用类图：

    其中，抽象产品类负责定义产品的共性，实现对事物最抽象的定义；Creator为抽象创建类，也就是抽象工厂，具体如何创建产品类是由具体实现工厂ConcreateCreator完成的。

通用源码

抽象产品类

public abstract class Product {//产品类的公用方法public void method1(){}//抽象方法public abstract void method2();}

具体产品类1

public class ConcreteProduct1 extends Product{public void method2(){}}

具体产品类2

public class ConcreteProduct2 extends Product{public void method2(){}}

抽象工厂类

public abstract class Creator {//创建一个产品对象public abstract<T extends Product> T createProduct(Class<T> c);}

具体工厂类

public class ConcreteCreator extends Creator{public <T extends Product> T createProduct(Class<T> c){Product product=null;try{product=(Product)Class.forName(c.getName()).newInstance();}catch(Exception e){//异常处理}return (T)product;}}

场景类

public class Client {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubCreator creator=new ConcreteCreator();Product product=creator.createProduct(ConcreteProduct1.class);}}

例子：女娲造人

人类总称

public interface Human {public void getColor();public void talk();}

黑人

public class BlackHunman implements Human{public void getColor(){System.out.println("黑色");}public void talk(){System.out.println("黑人说黑话");}}

黄人

public class YellowHuman implements Human{public void getColor(){System.out.println("黄色");}public void talk(){System.out.println("黄人说汉语");}}

白人

public class WhiteHuman implements Human{public void getColor(){System.out.println("白色");}public void talk(){System.out.println("白人说英语");}}

抽象工厂

public abstract class AbstractHumanFactory {public abstract <T extends Human> T createHuman(Class<T> c);}

具体工厂

public class HumanFactory extends AbstractHumanFactory{public <T extends Human> T createHuman(Class<T> c){Human human=null;try{human=(T)Class.forName(c.getName()).newInstance();}catch(Exception e){System.out.println("人种错误");}return (T)human;}}

女娲类

public class NvWa {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubAbstractHumanFactory yinyanglu=new HumanFactory();System.out.println("第一批人是白人");Human whiteHuman=yinyanglu.createHuman(WhiteHuman.class);whiteHuman.getColor();whiteHuman.talk();System.out.println("第二批人是黑人");Human blackHuman=yinyanglu.createHuman(BlackHunman.class);blackHuman.getColor();blackHuman.talk();System.out.println("第三批人是黄人");Human yellowHuman=yinyanglu.createHuman(YellowHuman.class);yellowHuman.getColor();yellowHuman.talk();}}

工厂方法模式的优点：

1.良好的封装性，代码结构清晰，如调用者需要创建一个具体的产品对象，只要知道产品的类名即可，不需要知道创建具体过程，降低模块间耦合；

2.工厂方法扩展性非常优秀，在增加产品的情况下，只要适当的修改具体类的工厂类或者扩展一个工厂类即可；

3.屏蔽产品类，产品如何变花，调用者不需要关心，他只需要关心产品的接口，只要接口不变，系统的上层模块就不需要变化，因为产品的实例化工作是由工厂类负责的；

4.工厂方法模式是非常典型的及饿哦欧框架，高层模块只需要知道产品的抽象类，不用关心其它的实现类。

使用场景

1.工厂方法模型是new一个对象的替代品，在需要生成对象的地方都可以使用，但是需要慎重的考虑是否增加一个工厂类进行管理，增加代码的复杂度；

2.需要灵活地、可扩展的框架时，可以考虑采用工厂方法模型；

3.工厂方法模式可以使用在异构项目中；

4.可以使用在测试驱动开发的框架下。

工厂方法模型的扩展

1.缩小为简单工厂模式

简单工厂模式(静态工厂模式)中的工厂类

public class HumanFactory{public static <T extends Human> T createHuman(Class<T> c){Human human=null;try{human=(Human)Class.forName(c.getName()).newInstance();}catch(Exception e){System.out.println("人种错误");}return (T)human;}}

场景类

public class NvWa {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stub//AbstractHumanFactory yinyanglu=new HumanFactory();System.out.println("第一批人是白人");//Human whiteHuman=yinyanglu.createHuman(WhiteHuman.class);Human whiteHuman=HumanFactory.createHuman(WhiteHuman.class);whiteHuman.getColor();whiteHuman.talk();System.out.println("第二批人是黑人");//Human blackHuman=yinyanglu.createHuman(BlackHunman.class);Human blackHuman=HumanFactory.createHuman(BlackHunman.class);blackHuman.getColor();blackHuman.talk();System.out.println("第三批人是黄人");//Human yellowHuman=yinyanglu.createHuman(YellowHuman.class);Human yellowHuman=HumanFactory.createHuman(YellowHuman.class);yellowHuman.getColor();yellowHuman.talk();}}

2.升级为多个工厂类

多工厂模式抽象工厂类

public abstract class AbstractHumanFactory {public abstract Human createHuman();}

黑人工厂类

public class BlackHumanFactory extends AbstractHumanFactory{public Human createHuman(){return new BlackHunman();}}

黄人工厂类

public class YellowHumanFactory {public Human createHuman(){return new YellowHuman();}}

白人工厂类

public class WhiteHumanFactory {public Human createHuman(){return new WhiteHuman();}}

女娲类

public class NvWa {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stub//AbstractHumanFactory yinyanglu=new HumanFactory();System.out.println("第一批人是白人");//Human whiteHuman=yinyanglu.createHuman(WhiteHuman.class);//Human whiteHuman=HumanFactory.createHuman(WhiteHuman.class);Human whiteHuman=(new WhiteHumanFactory()).createHuman();whiteHuman.getColor();whiteHuman.talk();System.out.println("第二批人是黑人");//Human blackHuman=yinyanglu.createHuman(BlackHunman.class);//Human blackHuman=HumanFactory.createHuman(BlackHunman.class);Human blackHuman=(new BlackHumanFactory()).createHuman();blackHuman.getColor();blackHuman.talk();System.out.println("第三批人是黄人");//Human yellowHuman=yinyanglu.createHuman(YellowHuman.class);//Human yellowHuman=HumanFactory.createHuman(YellowHuman.class);Human yellowHuman=(new YellowHumanFactory()).createHuman();yellowHuman.getColor();yellowHuman.talk();}}

    如果要扩展一个产品类，就需要建立一个相应的工厂类，这样就增加了扩展的难度。因为工厂类和产品类的数量相同，维护时需要考虑两个对象之间的关系。

3.替代单例模式

单例类

public class Singleton {private Singleton(){}public void doSomething(){}}

单例工厂

public class SingletonFactory {private static Singleton singleton;static{try{Class c1=Class.forName(Singleton.class.getName());//获得无参构造函数Constructor constructor=c1.getDeclaredConstructor();//设置无参构造函数的访问性constructor.setAccessible(true);//产生一个实例对象singleton=(Singleton)constructor.newInstance();}catch(Exception e){}}public static Singleton getSingleton(){return singleton;}}

4.延迟初始化

延迟初始化：一个对象被消费完毕后，并不立刻释放，工厂类保持其初始状态，等待被再次使用。

ProductFactory负责产品类对象的创建工作，并且通过prMap变量产生一个缓存，对需要再次被重用的对象保留。

public class ProductFactor {private static final Map<String,Product> prMap=new HashMap();public static synchronized Product createProduct(String type)throw Exception{Product product=null;if(prMap.containsKey(type)){product=prMap.get(type);}else{if(type.equals("Product1")){product=new ConcreteProduct1();}else{product=new ConcreteProduct2();}prMap.put(type,product);}return product;}}