设计模式01之 简单工厂模式(创建模式)

声明：本文转自：设计模式01之 简单工厂模式(创建模式)

本章介绍”简单工厂模式”。

(01) 本文是在《Java与模式》的学习总结文章！
(02) 文章中的UML的相关内容(包括类图说明和绘图工具等)，可以参考”UML系列” 文章。

1. 简单工厂模式简介

简单工厂模式(Simple Factory)，又被称为”静态工厂方法模式”。它属于”创建模式”(创建对象的模式)，并且是”工厂方法”模式的一种特殊实现。

通常，我们利用简单工厂模式来进行类的创建。例如，获取线程池对象，就是通过简单工厂模式来实现的。它的结构图如下所示：

简单工厂模式的结构共包括3个组成部分：工厂(Factory)，抽象产品(Product)，具体产品(ConcreteProduct)。

组成部分 说明 工厂 工厂是简单工厂模式的核心，提供了对外接口。客户端或其它程序要获取Product对象，都是通过Factory的接口来获取的。 抽象产品 抽象产品是(许多)不同产品抽象出来的。Product可以是接口或者抽象类。 具体产品 工厂中返回的产品对象，实际上是通过ConcreteProduct来创建的。

2. 简单工厂模式代码模型

public class Factory {    public static Product newInstance() {        return new ConcreteProduct();    }}public abstract Product {}public class ConcreteProduct extends Product {    public ConcreteProduct() {}}

模型的类图

3. 简单工厂模式示例

假设现在有一个水果工厂，能够生成各种各样的水果。目前能生产的水果包括苹果，葡萄和草莓。

我们通过”简单工厂模式”描述该问题，它的UML类图如下：

3.1 工厂类

工厂类是”FruitFactory”。FruitFactory是水果工厂，水果工厂会生成水果。

FruitFactory的源码:

public class FruitFactory {    public static Fruit newInstance(String name)         throws BadFruitException {        // 如果name等于"apple"(忽略大小写)，则返回苹果。        if ("apple".equalsIgnoreCase(name)) {            return new Apple();        // 如果name等于"grape"(忽略大小写)，则返回葡萄。        } else if ("grape".equalsIgnoreCase(name)) {            return new Grape();        // 如果name等于"strawberry"(忽略大小写)，则返回草莓。        } else if ("strawberry".equalsIgnoreCase(name)) {            return new Strawberry();        // 其它情况，则抛出异常。        } else {            throw new BadFruitException("Bad fruit request!");        }    }}

3.2 抽象产品类

Product类是”Fruit”。Fruit代表水果，它是抽象类，包含水果的基本特征：生长，种植，收获。

Fruit的源码:

public abstract class Fruit {    abstract void grow();    // 生长    abstract void harvest(); // 收获    abstract void plant();   // 种植}

3.3 具体产品类

具体产品类是”Apple”, “Grape”和”Strawberry”。它们是3种具体的水果，分别代表苹果，葡萄和草莓。

Apple的源码:

// Apple实现Fruit的函数接口，并且Apple中有私有成员age和私有方法log。public class Apple extends Fruit {    private int age;    public void grow() {        log("Apple grow()");    }    public void harvest() {        log("Apple harvest()");    }    public void plant() {        log("Apple plant()");    }    public void setAge(int age) {        this.age = age;    }    public int getAge() {        return age;    }    private void log(String msg) {        System.out.println(msg);    }}

Grape的源码:

// Grape仅仅只实现Fruit的函数接口。public class Grape extends Fruit {    public void grow() {        System.out.println("Grape grow()");    }    public void harvest() {        System.out.println("Grape harvest()");    }    public void plant() {        System.out.println("Grape plant()");    }}

Strawberry的源码:

// Strawberry实现Fruit的函数接口，并且Strawberry中有私有方法logpublic class Strawberry extends Fruit {    public void grow() {        log("Strawberry grow()");    }    public void harvest() {        log("Strawberry harvest()");    }    public void plant() {        log("Strawberry plant()");    }    private void log(String msg) {        System.out.println(msg);    }}

3.4 客户端测试程序

客户端是”Client”。

Client的源码:

public class Client {    public static void main(String[] args) {        try {            Fruit apple = FruitFactory.newInstance("Apple");            apple.plant();            apple.grow();            apple.harvest();            Fruit grape = FruitFactory.newInstance("Grape");            grape.plant();            grape.grow();            grape.harvest();            Fruit strawberry = FruitFactory.newInstance("strawberry");            strawberry.plant();            strawberry.grow();            strawberry.harvest();            Fruit error = FruitFactory.newInstance("error");            error.plant();            error.grow();            error.harvest();        } catch (BadFruitException e) {            e.printStackTrace();        }    }}

运行结果：

Apple plant()Apple grow()Apple harvest()Grape plant()Grape grow()Grape harvest()Strawberry plant()Strawberry grow()Strawberry harvest()BadFruitException: Bad fruit request!    at FruitFactory.newInstance(FruitFactory.java:17)    at Client.main(Client.java:21)

结果说明：

**Client成功创建了Apple, Grape, Strawberry这3个水果对象，并调用了它们的方法；然后创建error时，由于不存在error对应的水果，因此抛出异常。
(01) Fruit，是抽象产品。Fruit中声明了grow(), harvest(), plant()这3个函数接口，它们是水果共用拥有的行为。
(02) Apple, Grape和Strawberry这三个类是具体产品。
Apple – 实现Fruit的函数接口，并且Apple中有私有成员age和私有方法log。
Grape – 仅仅只实现Fruit的函数接口。
Strawberry – 实现Fruit的函数接口，并且Strawberry中有私有方法log
(03) FruitFactory，是工厂类。通过它的newInstance()方法，我们可以获取相应的Fruit对象。若要获取的水果不存在，则抛出BadFruitException异常。BadFruitException是Exception的子类。**