设计模式----工厂模式

工厂模式概述

    什么是设计模式

    设计模式（Design pattern）是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。

    应用设计模式有什么好处

    设计模式是优秀的使用案例，使用设计模式可提高代码的重用性，让代码更容易被他人理解。保证代码可靠性。

 什么是工厂模式

    实例化对象，用工厂方法代替new操作。

    工厂模式包括工厂方法模式和抽象工厂模式

    抽象工厂模式是工厂方法模式的扩展

    工厂模式的意图

    定义一个接口来创建对象，但是让子类来决定哪些类需要被实例化。

    工厂方法把实例化的工作推迟到子类中去实现。

    什么情况下合适工厂模式

    有一组类似的对象需要创建。

    在编码时不能预见需要创建哪种类的实例。

    系统需要考虑扩展性，不应依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达细节。

    项目中的现状

    在软件系统中经常面临着 “对象” 的创建工作，由于需求的变化，这个对象可能随之也会发生变化，但它却拥有比较稳定的接口。

    为此，我们需要提供一种封装机制来隔离出这个易变对象的变化，从而保持系统中其他依赖该对象的对象不随着需求变化而变化。

    基于项目现状将代码进行如下设计

    尽量低耦合，一个对象的依赖对象的变化与本身无关。 

    具体产品与客户端剥离，责任分割。

    工厂方法模式类图

    抽象工厂模式类图

工厂模式应用

   工厂方法模式

     接口：

/** * 发型接口 */public interface HairInterface {  public void draw();}

实现接口的类对象：

/** * 制作左偏分发型类（对象） */public class LeftHair implements HairInterface {/** * 实现左偏分发型 */public void draw() {         System.out.println("<----------左偏分发型---------->");}}

/** * 制作右偏分发型类对象 */public class RightHair implements HairInterface {/** * 实现右偏分发型 */public void draw() {System.out.println("<----------右偏分发型---------->");}}

客户端：提出需求

/** * 客户端 */public class Client {public static void main(String[] args) {//客户说我要左偏分发型HairInterface left = new LeftHair();left.draw();//客户说我要右偏分发型HairInterface riht = new RightHair();riht.draw();}}

缺陷：代码不利于维护和管理

这时，就需要建立一个发型工厂对象：

/** * 发型工厂 */public class HairFactory {  public HairInterface getHair(String key){if ("left".equals(key)) {return new LeftHair();}else if ("right".equals(key)) {return new RightHair();}return null;}}

改进后的客户端：

/** * 客户端 */public class Client {public static void main(String[] args) {//客户说我要左偏分发型//HairInterface left = new LeftHair();//left.draw();//客户说我要右偏分发型//HairInterface riht = new RightHair();//riht.draw();HairFactory factory = new HairFactory();HairInterface left = factory.getHair("left");left.draw();HairInterface right = factory.getHair("right");right.draw();}}

优点：客户端与实现分离，缺点：不够智能

/** * 发型工厂 */public class HairFactory {  public HairInterface getHair(String key){if ("left".equals(key)) {return new LeftHair();}else if ("right".equals(key)) {return new RightHair();}return null;}/** * 根据类对象的名称来生产对象 * @param className *           类名称 * @return */public HairInterface getHairByClass(String className) {try {HairInterface hair = (HairInterface) Class.forName(className).newInstance();return hair;} catch (InstantiationException e) {e.printStackTrace();} catch (IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();}return null;}}

改进后的客户端：

/** * 客户端 */public class Client {public static void main(String[] args) {//客户说我要左偏分发型//HairInterface left = new LeftHair();//left.draw();//客户说我要右偏分发型//HairInterface riht = new RightHair();//riht.draw();HairFactory factory = new HairFactory();//HairInterface left = factory.getHair("left");//left.draw();////HairInterface right = factory.getHair("right");//right.draw();//传全路径HairInterface left = factory.getHairByClass("com.lijy.factory.LeftHair");left.draw();}}

当全路径过长，可以配置在properties文件里：

left=com.lijy.factory.LeftHairright=com.lijy.factory.RightHair

然后创建读取properties文件的类将key-value放在map中：

import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.util.Enumeration;import java.util.HashMap;import java.util.Map;import java.util.Properties;/** * Properties文件读取类 */public class PropertiesReader {  public Map<String, String> getProperties() {Properties properties = new Properties();Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();try {InputStream inputStream = getClass().getResourceAsStream("type.properties");properties.load(inputStream);Enumeration en = properties.propertyNames();while (en.hasMoreElements()) {String key = (String) en.nextElement();String value = properties.getProperty(key);map.put(key, value);}}catch (IOException e) {e.printStackTrace();}return map;}}

在发型工厂类新增一个方法getHairByClassKey：

public HairInterface getHairByClassKey(String key) {try {Map<String, String> map = new PropertiesReader().getProperties();HairInterface hair = (HairInterface) Class.forName(map.get(key)).newInstance();return hair;} catch (InstantiationException e) {e.printStackTrace();} catch (IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();}return null;}

客户端：

/** * 客户端 */public class Client {public static void main(String[] args) {HairInterface hair = factory.getHairByClassKey("right");hair.draw();}}

抽象工厂模式应用

Factory:

/** * 人物的实现接口 */public interface PersonFactory {  public Boy getBoy();  public Girl getGirl();}

ConcreteFactory1:

/** * 圣诞系列加工厂 */public class MCFactory implements PersonFactory{  public Boy getBoy() {    return new MCBoy();  }

  public Girl getGirl() {    return new MCGirl();  }}

ConcreteFactory2:

/** * 新年系列工厂 */public class HNFactory implements PersonFactory {public Boy getBoy() {return new HNBoy();}public Girl getGirl() {return new HNGirl();}}

AbstractProductA:

/** * 男孩接口 */public interface Boy {public void drawMan();}

AbstractProductB:

/** * 女孩接口 */public interface Girl {public void drawWomen();}

ConcreteProductA1:

/** * 圣诞系类男孩 */public class MCBoy implements Boy {public void drawMan() {System.out.println("<--------圣诞系类男孩------->");}}

ConcreteProductA2:

/** * 元旦系类男孩 */public class HNBoy implements Boy {public void drawMan() {System.out.println("<--------元旦系类男孩------->");}}

ConcreteProductB1:

/** * 圣诞系类女孩 */public class MCGirl implements Girl {public void drawWomen() {          System.out.println("<--------圣诞系类女孩------->");}}

ConcreteProductB2:

/** * 元旦系类女孩 */public class HNGirl implements Girl {public void drawWomen() {  System.out.println("<--------元旦系类女孩------->");}}

Client:

/** * 客户端 */public class Client {public static void main(String[] args) {PersonFactory factory2 = new MCFactory();Girl girl = factory2.getGirl();girl.drawWomen();}}

常见应用：

JDBC

是一种用于执行SQL语句的Java API，可以为多种关系数据库提供统一访问，它由一组用Java语言编写的类和接口组成。

spring beanfactory

BeanFactory , 作为Spring基础的IoC容器，是Spring的一个Bean工厂，如果单从工厂模式的角度思考，它就是用来"生产Bean",然后提供给客户端。

Bean的实例化过程如下：

• 调用Bean的默认构造方法，或指定的构造方法，生成bean实例（暂称instance1）
• 如果Bean的配置文件中注入了Bean属性值，则在instance1基础上进行属性注入形成instance2,这种注入是覆盖性的。
• 如果Bean实现了InitializingBean接口，则调用afterPropertiesSet()方法，来改变或操作instance2,得到instance3
• 如果Bean的配置文件中指定了init-method="init"属性，则会调用指定的初始化方法，则在instance3的基础上调用初始化方法init(),将对象最终初始化为instance4;当然，这个初始化的名字是任意的。

工厂方法模式和抽象工厂模式对比

• 工厂模式是一种极端情况的抽象工厂模式，而抽象工厂模式可以看成是工厂模式的推广
• 工厂模式用来创建一个产品的等级结构，而抽象工厂是用来创建多个产品的等级结构
• 工厂模式只有一个抽象产品类，而抽象工厂模式有多个抽象产品类

工厂模式的实现帮助我们

• 系统可以在不修改具体工厂角色的情况下引进新的产品
• 客户端不必关心对象如何创建，明确了指责
• 更好的理解面向对象的原则 面向接口编程，而不要面向实现编程

工厂模式适用于哪些场景

• 一个系统应当不依赖于产品类实例被创立，组成，和表示的细节。这对于所有形态的工厂模式都是重要的
• 这个系统的产品有至少一个的产品族
• 同属于同一产品族的产品是设计成在一起使用的。这一约束必须得在系统的设计中体现出来
• 不同的产品以一系列的接口的面貌出现，从而使系统不依赖与接口实现的细节

参考引用：

博客专栏：设计模式读书笔记

慕课网：模式的秘密--工厂模式