设计模式之工厂模式

感觉慕课网的卜奇老师讲解http://www.imooc.com/learn/261

1.工厂模式概述

工厂模式概念：
  实例化对象，用工厂方式代替new操作
  工厂模式包括工厂方法模式和抽象工厂模式
  抽象工厂模式就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。
  工厂模式把实例化的工作推迟到子类中去实现。

什么情况下适合工厂模式？
  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、组合和表达的细节。

工厂模式的动机：
  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。

设计：
  1、尽量松耦合，一个对象的依赖对象的变化与本身无关。
  2、具体产品与客户端剥离，责任分割。

2.工厂方法模式

我们想实现一个发型工厂，由客户端决定生产什么样的发型

2.1 一般多态方式创建

首先写一个发型的接口

package com.productfactory.project;/** * 发型接口 */public interface HairInterface {    //实现画发型    public void draw();}

创建一个左偏分类，实现发型接口

package com.productfactory.project;/** * 左偏分发型 */public class LeftHair implements HairInterface{    /**     * 画一个左偏分发型     */    @Override    public void draw() {        // TODO Auto-generated method stub        System.out.println("====这是一个左偏分发型======");    }}

同理，可以写一个右偏分类。

package com.productfactory.project;/** * 右偏分发型 */public class RightHair implements HairInterface{    /**     * 画一个右偏分发型     */    @Override    public void draw() {        // TODO Auto-generated method stub        System.out.println("====这是一个右偏分发型======");    }}

此时可以在main方法中测试

package com.productfactory.project;public class TestDemo {    public static void main(String[] args) {        HairInterface left = new LeftHair();        left.draw();    }}

但这种方式需要直接对子类进行创建。客户端与产品没有分离。
我们可以把它放在工厂中集中管理。

2.2 通过工厂实现发型创建

创建一个工厂类

package com.productfactory.project;import java.util.Map;/** * 发型工厂 * @author Administrator * */public class HairFactory {    /**     * 根据类型来创建对象     * @param key     * @return     */    public HairInterface getHair(String key){        if("left".equals(key)){            return new LeftHair();        }else if ("right".equals(key)){            return new RightHair();        }        return null;    }}

在main方法中进行测试

package com.productfactory.project;public class TestDemo {    public static void main(String[] args) {        HairFactory factory = new HairFactory();        HairInterface left = factory.getHair("left");        left.draw();    }}

这种方式有一个缺点，每多一种发型，都要在工厂中新增加一个else if。还可以通过类的反射来创建发型。

2.3 通过类的反射来创建

我们可以修改HairFactory发型工厂类

package com.productfactory.project;import java.util.Map;/** * 发型工厂 * @author Administrator * */public class HairFactory {    public HairInterface getHairByClass(String className){        try {            HairInterface hair = (HairInterface) Class.forName(className).newInstance();            return hair;        } catch (InstantiationException | IllegalAccessException | ClassNotFoundException e) {            // TODO Auto-generated catch block            e.printStackTrace();        }           return null;    }}

在main方法中进行测试

package com.productfactory.project;public class TestDemo {    public static void main(String[] args) {        HairFactory factory = new HairFactory();        HairInterface left = factory.getHairByClass("com.productfactory.project.LeftHair");        left.draw();    }}

这种方法的优点是，当新增加一种发型时，不需要修改HairFactory类，但是客户端需要知道想要生成的类的全名。
我们可以通过在配置文件中配置的方法简化客户端。

2.4 通过properties文件配置来创建特定的类。

新建一个配置文件type.properties

left=com.productfactory.project.LeftHairright=com.productfactory.project.RightHair

增加一个读取配置文件的类

package com.productfactory.project;import java.io.InputStream;import java.util.Enumeration;import java.util.HashMap;import java.util.Map;import java.util.Properties;/** * properties文件的读取类 * @author Administrator * */public class PropertiesReader {    public Map<String, String> getProperties() {        Properties props = new Properties();        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();        try {            InputStream in = getClass().getResourceAsStream("type.properties");            props.load(in);            Enumeration en = props.propertyNames();            while (en.hasMoreElements()) {                String key = (String) en.nextElement();                String property = props.getProperty(key);                map.put(key, property);//              System.out.println(key + "  " + property);            }        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        }        return map;    }}

修改HairFactory类

package com.productfactory.project;import java.util.Map;/** * 发型工厂 * @author Administrator * */public class HairFactory {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 | IllegalAccessException | ClassNotFoundException e) {            // TODO Auto-generated catch block            e.printStackTrace();        }        return null;    }}

在main方法中测试

package com.productfactory.project;public class TestDemo {    public static void main(String[] args) {        HairFactory factory = new HairFactory();        HairInterface right = factory.getHairByClassKey("right");        right.draw();    }}

此时想生成发型就非常容易了，想增加新的发型，也只需要实现发型接口，并在配置文件中注册一下就可以了。

3. 抽象工厂模式

抽象工厂模式的类图如下

我们以不同节日生产不同男孩女孩玩具为例。

package com.productfactory.project;/** * 女孩接口 * */public interface Girl {    public void drawGirl();}

package com.productfactory.project;/** * 男孩接口 * */public interface Boy {    public void drawBoy();}

圣诞系列男女孩实体类

package com.productfactory.project;/** * 圣诞系列的女孩 * @author Administrator * */public class MCGirl implements Girl{    @Override    public void drawGirl() {        // TODO Auto-generated method stub        System.out.println("====圣诞系列的女孩=====");    }}

package com.productfactory.project;public class MCBoy implements Boy {    @Override    public void drawBoy() {        // TODO Auto-generated method stub        System.out.println("=====圣诞系列的男孩=====");    }}

新年系列男女孩实体类

package com.productfactory.project;/** * 新年系列的女孩子 * @author Administrator * */public class HNGirl implements Girl {    @Override    public void drawGirl() {        // TODO Auto-generated method stub        System.out.println("====新年系列的女孩====");    }}

package com.productfactory.project;public class HNBoy  implements Boy{    @Override    public void drawBoy() {        // TODO Auto-generated method stub        System.out.println("====新年系列的男孩=====");    }}

玩具生产工厂接口

package com.productfactory.project;/** * 任务的实现接口 * @author Administrator * */public interface PersonFactory {    //男孩接口    public Boy getBoy();    //女孩接口    public Girl getGirl();}

圣诞工厂，实现工厂接口

package com.productfactory.project;/** * 圣诞系列加工厂 * @author Administrator * */public class MCFactory implements PersonFactory{    @Override    public Boy getBoy() {        // TODO Auto-generated method stub        return new MCBoy();    }    @Override    public Girl getGirl() {        // TODO Auto-generated method stub        return new MCGirl();    }}

新年工厂，实现工厂接口

package com.productfactory.project;/** * 新年系列的加工厂 * @author Administrator * */public class HNFactory implements PersonFactory {    @Override    public Boy getBoy() {        // TODO Auto-generated method stub        return new HNBoy();    }    @Override    public Girl getGirl() {        // TODO Auto-generated method stub        return new HNGirl();    }}

在main方法中测试一下

package com.productfactory.project;public class TestDemo02 {    public static void main(String[] args) {         PersonFactory factory = new MCFactory();         Girl girl = factory.getGirl();         girl.drawGirl();         PersonFactory factory2 = new HNFactory();         Boy boy = factory2.getBoy();         boy.drawBoy();    }}

4.工厂模式总结

4.1 工厂模式常见应用

1、JDBC
  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。

2.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。

4.2 工厂方法模式和抽象工厂模式的对比

   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，而抽象工厂模式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。

4.3 工厂模式的实现的好处

  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，明确了职责。
  更好的理解面向对象的原则，面向对象接口编程，而不要面向实现编程。

4.4 工厂模式适用于那些场景

  一个系列应当不依赖于产品类实例被创建、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。
  这个系统的产品至少有一个产品族
  同属于同一个产品组的产品是设计称在一起使用的，这一约束必须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，从而使系统不依赖于接口实现的细节。