设计模式学习——工厂模式

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#抽象类 #设计模式 #java

本文深入解析工厂模式，包括简单工厂、工厂方法和抽象工厂模式。通过Java实现代码示例，阐述了工厂模式在软件开发中的应用，如在JDK-Calendar中的实现。工厂模式通过将实例化对象的代码集中管理，提高了代码的扩展性和维护性。

工厂设计模式

简单工厂模式

基本介绍

  1. 简单工厂模式属于创建型模式，是工厂模式的一种，简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式。
  2. 简单工厂模式：定义了一个创建对象的类，由这个类来封装实例化对象的行为（代码）
  3. 在软件开发中，当我们会用到大量的创建某种、某类或者某批对象时，就会使用到工厂模式。
简单工厂模式类图实例

在这里插入图片描述

简单工厂模式java实现代码
//Pizza抽象类
public abstract class Pizza {

    protected String name;

    public abstract void prepare();

    public void bake(){
        System.out.println(name+"baking");
    }

    public void cut(){
        System.out.println(name+"cutting");
    }

    public void box(){
        System.out.println(name+"boxing");
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

//PepperPizza类继承了Pizza抽象类（泛化关系）
public class PepperPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("给胡椒披萨 准备原材料");
    }
}

//GreekPizza类继承了Pizza抽象类（泛化关系）
public class GreekPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("给希腊披萨 准备原材料");
    }
}

//CheesePizza 类继承了Pizza抽象类（泛化关系）
public class CheesePizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("给制作奶酪披萨 准备原材料");
    }
}

创建SimpleFactory类，分为普通工厂模式和静态工厂模式

public class SimpleFactory {

    public Pizza createPizza(String orderType) {

        Pizza pizza=null;

        System.out.println("使用简单工厂模式");
        if (orderType.equals("greek")){
            pizza=new GreekPizza();
            pizza.setName("希腊披萨");
        }else if (orderType.equals("cheese")){
            pizza=new CheesePizza();
            pizza.setName("奶酪披萨");
        }else if (orderType.equals("pepper")){
            pizza=new PepperPizza();
            pizza.setName("胡椒披萨");
        }
        return pizza;

    }

    public static Pizza createPizza2(String orderType) {

        Pizza pizza=null;

        System.out.println("使用简单工厂模式");
        if (orderType.equals("greek")){
            pizza=new GreekPizza();
            pizza.setName("希腊披萨");
        }else if (orderType.equals("cheese")){
            pizza=new CheesePizza();
            pizza.setName("奶酪披萨");
        }else if (orderType.equals("pepper")){
            pizza=new PepperPizza();
            pizza.setName("胡椒披萨");
        }
        return pizza;

    }

}

订购披萨：OrderPizza类——>普通工厂模式所对应的实现

public class OrderPizza {

    SimpleFactory simpleFactory;
    Pizza pizza = null;

    public OrderPizza(SimpleFactory simpleFactory) {
        setFactory(simpleFactory);
    }

    public void setFactory(SimpleFactory simpleFactory) {
        String orderType = "";
        this.simpleFactory = simpleFactory;
        do {
            orderType = getType();
            pizza = this.simpleFactory.createPizza(orderType);
            if (pizza!=null){
                pizza.prepare();
                pizza.bake();
                pizza.cut();
                pizza.box();
            }else {
                System.out.println("订购披萨失败");
                break;
            }
        } while (true);

    }

    private String getType() {
        try {
            BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("input pizza 种类");
            String str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}

订购披萨：OrderPizza2类——>静态工厂模式所对应的实现

public class OrderPizza2 {


    Pizza pizza = null;
    String orderType="";

    public OrderPizza2() {
        do {
            orderType = getType();
            pizza = SimpleFactory.createPizza2(orderType);
            if (pizza!=null){
                pizza.prepare();
                pizza.bake();
                pizza.cut();
                pizza.box();
            }else {
                System.out.println("订购披萨失败");
                break;
            }
        } while (true);
    }
    
    private String getType() {
        try {
            BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("input pizza 种类");
            String str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}

披萨店：PizzaStore

public class PizzaStore {

    public static void main(String[] args) {
        //使用简单工厂
        new OrderPizza2();
    }
}

工厂方法模式

基本介绍

  1. 工厂方法模式设计方案：将披萨项目的实例化功能抽象成抽象方法，在不同的口味点餐子类中具体实现。
  2. 工厂方法模式：定义了一个创建对象的抽象方法，由子类决定要实例化的类。工厂方法模式将
    对象的实例化推迟到子类。

工厂方法模式类图实例

在这里插入图片描述

工厂方法模式java实现代码

Pizza的抽象类：

public abstract class Pizza {

    protected String name;

    public abstract void prepare();

    public void bake(){
        System.out.println(name+"baking");
    }

    public void cut(){
        System.out.println(name+"cutting");
    }

    public void box(){
        System.out.println(name+"boxing");
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

LDPepperPizza类继承Pizza抽象类:

public class LDPepperPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("伦敦的胡椒Pizza");
        System.out.println("伦敦的胡椒Pizza 准备原材料");
    }
}

LDCheesePizza类继承Pizza抽象类:

public class LDCheesePizza extends Pizza{
    @Override
    public void prepare() {
        setName("伦敦的奶酪Pizza");
        System.out.println("伦敦的奶酪Pizza 准备原材料");
    }
}

BJPepperPizza类继承Pizza抽象类:

public class BJPepperPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("北京的胡椒Pizza");
        System.out.println("北京的胡椒Pizza 准备原材料");
    }
}

BJCheesePizza类继承Pizza抽象类:

public class BJCheesePizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("北京的奶酪Pizza");
        System.out.println("北京的奶酪Pizza 准备原材料");
    }
}

OrderPizza抽象类作为工厂方法模型的“工厂类”

public abstract class OrderPizza {

    abstract Pizza createPizza(String orderType);

    public OrderPizza() {
        Pizza pizza = null;
        String orderType;
        do {
            orderType = getType();
            pizza = createPizza(orderType);
            pizza.prepare();
            pizza.cut();
            pizza.bake();
            pizza.box();
        } while (true);

    }

    private String getType() {
        try {
            BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("input pizza 种类");
            String str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }

}

LDOrderPizza类继承OrderPizza抽象类:

public class LDOrderPizza extends  OrderPizza {
    @Override
    Pizza createPizza(String orderType) {
        Pizza pizza=null;
        if (orderType.equals("cheese")){
            pizza = new LDCheesePizza();
        }else if (orderType.equals("pepper")){
            pizza = new LDPepperPizza();
        }
        return pizza;
    }
}

BJOrderPizza类继承OrderPizza抽象类:

public class BJOrderPizza extends OrderPizza {
    @Override
    Pizza createPizza(String orderType) {
        Pizza pizza = null;
        if (orderType.equals("cheese")) {
            pizza = new BJCheesePizza();
        } else if (orderType.equals("pepper")) {
            pizza = new BJPepperPizza();
        }
        return pizza;
    }
}

PizzaStore类：程序入口

public class PizzaStore {
    public static void main(String[] args) {
        //创建北京口味的各种披萨
        new BJOrderPizza();
    }
}

抽象工厂模型

基本介绍

  1. 抽象工厂模型：定义了一个interface用于创建相关或有依赖关系的对象簇，而无需指明具体的类。
  2. 抽象工厂模式可以将简单工厂模式和工厂方法模式进行整合。
  3. 从设计层面来看，抽象工厂模式就是对简单工厂模式的改进（或者称为进一步的抽象）。
  4. 将工厂抽象成两层，AbstractFactory（抽象工厂）和具体实现的工厂子类。程序员可以根据创建对象类型使用对应的工厂子类。这样将单个的简单工厂类变成了工厂簇，更利于代码的维护和扩展。
  5. 类图

抽象工厂模式类图实例

在这里插入图片描述

抽象工厂模式java实现代码

Pizza的抽象类：

public abstract class Pizza {

    protected String name;

    public abstract void prepare();

    public void bake(){
        System.out.println(name+"baking");
    }

    public void cut(){
        System.out.println(name+"cutting");
    }

    public void box(){
        System.out.println(name+"boxing");
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

LDPepperPizza类继承Pizza抽象类:

public class LDPepperPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("伦敦的胡椒Pizza");
        System.out.println("伦敦的胡椒Pizza 准备原材料");
    }
}

LDCheesePizza类继承Pizza抽象类:

public class LDCheesePizza extends Pizza{
    @Override
    public void prepare() {
        setName("伦敦的奶酪Pizza");
        System.out.println("伦敦的奶酪Pizza 准备原材料");
    }
}

BJPepperPizza类继承Pizza抽象类:

public class BJPepperPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("北京的胡椒Pizza");
        System.out.println("北京的胡椒Pizza 准备原材料");
    }
}

BJCheesePizza类继承Pizza抽象类:

public class BJCheesePizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("北京的奶酪Pizza");
        System.out.println("北京的奶酪Pizza 准备原材料");
    }
}

一个抽象工厂模式的抽象层（接口）

public interface AbsFactory {

    public Pizza createPizza(String orderType);

}

BJFactory 作为子工厂

public class BJFactory implements  AbsFactory {

    @Override
    public Pizza createPizza(String orderType) {
        System.out.println("使用的是抽象工厂模式");
        Pizza pizza=null;
        if (orderType.equals("cheese")){
            pizza=new BJCheesePizza();
        }else if (orderType.equals("pepper")){
             pizza=new BJPepperPizza();
        }
        return pizza;
    }
}

LDFactory 作为子工厂

public class LDFactory implements AbsFactory {
    @Override
    public Pizza createPizza(String orderType) {
        System.out.println("使用的是抽象工厂模式");
        Pizza pizza=null;
        if (orderType.equals("cheese")){
            pizza=new LDCheesePizza();
        }else if (orderType.equals("peeper")){
            pizza=new LDPepperPizza();
        }
        return pizza;
    }
}

OrderPizza 订单pizza

public class OrderPizza {

    AbsFactory absFactory = null;

    public OrderPizza(AbsFactory factory){
        setFactory(factory);
    }

    private void setFactory(AbsFactory factory) {
        Pizza pizza = null;
        String orderType = "";
        this.absFactory = factory;
        do {
            orderType = getType();
            pizza = factory.createPizza(orderType);
            if (pizza != null) {
                pizza.prepare();
                pizza.bake();
                pizza.cut();
                pizza.box();
            } else {
                System.out.println("订购失败");
                break;
            }
        } while (true);
    }

    private String getType() {
        try {
            BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("input pizza 种类");
            String str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}

PizzaStore 类启动工厂

public class PizzaStore {
    public static void main(String[] args) {
        new OrderPizza(new BJFactory());
    }
}

JDK源码分析

工厂模式在JDK-Calendar应用的源码分析
  1. 工厂模式在JDK-Calendar类中，就使用了简单工厂模式
  2. 源码分析
JDK-Calendar:java实现代码

自定义 Demo： Factory 类

public class Factory {
    public static void main(String[] args) {
        //getInstance是Calendar的静态方法
        Calendar calendar = Calendar.getInstance();
        System.out.println("年:" + calendar.get(Calendar.YEAR));
        System.out.println("月:" + (calendar.get(Calendar.MONTH)+1));
        System.out.println("日:" + calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH));
        System.out.println("时:" + calendar.get(Calendar.HOUR_OF_DAY));
        System.out.println("分:" + calendar.get(Calendar.MINUTE));
        System.out.println("秒:" + calendar.get(Calendar.SECOND));
    }
}

追踪Calendar类的getInstance()静态方法

 /**
     * Gets a calendar using the default time zone and locale. The
     * <code>Calendar</code> returned is based on the current time
     * in the default time zone with the default
     * {@link Locale.Category#FORMAT FORMAT} locale.
     *
     * @return a Calendar.
     */
    public static Calendar getInstance()
    {
        return createCalendar(TimeZone.getDefault(), Locale.getDefault(Locale.Category.FORMAT));
    }

追踪createCalendar方法：switch语句中根据传入不同的值返回不同类型的Calendar对象实例。

/**
     * Gets a calendar with the specified time zone and locale.
     * The <code>Calendar</code> returned is based on the current time
     * in the given time zone with the given locale.
     *
     * @param zone the time zone to use
     * @param aLocale the locale for the week data
     * @return a Calendar.
     */
    public static Calendar getInstance(TimeZone zone,
                                       Locale aLocale)
    {
        return createCalendar(zone, aLocale);
    }

    private static Calendar createCalendar(TimeZone zone,
                                           Locale aLocale)
    {
        CalendarProvider provider =
            LocaleProviderAdapter.getAdapter(CalendarProvider.class, aLocale)
                                 .getCalendarProvider();
        if (provider != null) {
            try {
                return provider.getInstance(zone, aLocale);
            } catch (IllegalArgumentException iae) {
                // fall back to the default instantiation
            }
        }

        Calendar cal = null;

        if (aLocale.hasExtensions()) {
            String caltype = aLocale.getUnicodeLocaleType("ca");
            if (caltype != null) {
                switch (caltype) {
                case "buddhist":
                cal = new BuddhistCalendar(zone, aLocale);
                    break;
                case "japanese":
                    cal = new JapaneseImperialCalendar(zone, aLocale);
                    break;
                case "gregory":
                    cal = new GregorianCalendar(zone, aLocale);
                    break;
                }
            }
        }
        if (cal == null) {
            // If no known calendar type is explicitly specified,
            // perform the traditional way to create a Calendar:
            // create a BuddhistCalendar for th_TH locale,
            // a JapaneseImperialCalendar for ja_JP_JP locale, or
            // a GregorianCalendar for any other locales.
            // NOTE: The language, country and variant strings are interned.
            if (aLocale.getLanguage() == "th" && aLocale.getCountry() == "TH") {
                cal = new BuddhistCalendar(zone, aLocale);
            } else if (aLocale.getVariant() == "JP" && aLocale.getLanguage() == "ja"
                       && aLocale.getCountry() == "JP") {
                cal = new JapaneseImperialCalendar(zone, aLocale);
            } else {
                cal = new GregorianCalendar(zone, aLocale);
            }
        }
        return cal;
    }

工厂模式小结

  1. 工厂模式的意义
    将实例化对象的代码提取出来，放到一个类中统一管理和维护，达到和主项目的依赖关系的解耦，从而提高项目的扩展和维护性。
  2. 三种工厂模式
  3. 设计模式的依赖抽象原则

  • 创建对象实例时，不要直接new类，而是把这个new类的动作放在一个工厂的方法中，并返回，有的书上说，变量不要直接持有具体类的引用。
  • 不要让类继承具体类，而是继承抽象类或者是实现interface（接口）
  • 不要覆盖基类中已经实现的方法。
实验二 简单工厂模式.zip_31QS_C#_设计模式——简单工厂模式_设计模式实验
09-24
简单工厂模式是软件设计模式中的一种基础模式，它属于创建型模式，主要解决对象的创建问题，降低了客户端代码与具体产品类之间的耦合度。在本实验中，我们将深入理解和应用C#语言实现简单工厂模式。 简单工厂模式的...
设计模式——工厂模式
种一棵树最好的时间是十年前，其次是现在
04-29 2394
工厂模式介绍、静态简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、JDK 源码分析
设计模式学习之——工厂模式
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设计模式学习，简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式，工厂模式在spring框架中的应用，spring框架中的BeanFactory和FactoryBean
C++ 设计模式——工厂模式
慢慢记录，慢慢更新。
08-17 2813
工厂模式是一种创建对象的设计模式，主要用于将对象的创建与使用分离。它提供了一种接口来创建对象，但由子类决定实例化哪个类。工厂模式有几种变体，包括简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。
设计模式5——抽象工厂模式
weixin_43687024的博客
05-17 2740
是一种创建型模式。1、提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。2、和工厂方法模式不同的是，有多种类型的对象（产品）需要被实例化，同时工厂也被定义了多个不同产品创建的接口。
软件设计模式——工厂模式
weixin_54859557的博客
09-25 1658
软件设计模式——工厂模式
23种设计模式之一————工厂模式详细讲解
2201_75851346的博客
05-18 2285
工厂模式属于创建型设计模式，它用于解耦对象的创建和使用。通常情况下，我们创建对象时需要使用new操作符，但是使用new操作符创建对象会使代码具有耦合性。工厂模式通过提供一个公共的接口，使得我们可以在不暴露对象创建逻辑的情况下创建对象。简单工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一个静态方法（或其他静态机制）来封装对象的创建过程，客户端只需要传入相应的参数，就可以获取到所需要的对象实例，而无需关心具体的创建细节。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。
设计模式 之 —— 工厂模式
Jilit_jilit的博客
07-25 1318
设计模式之 —— 工厂模式 含java代码示例，一篇文章即可看懂
前端开发设计模式——工厂模式
jxnd123456的博客
10-22 2495
工厂模式是一种创建对象的设计模式。它提供了一种创建对象的方式，将对象的创建和使用分离。就像是一个工厂，负责生产各种产品（对象），使用者只需要从工厂获取产品，而不需要关心产品是如何生产出来的。
设计模式创建型——工厂模式
tszc95的博客
04-04 5569
工程模式是通过工厂获取一个一个的新对象。定义一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。
C#设计模式——工厂模式
m0_46549858的博客
11-18 1806
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Java设计模式——工厂设计模式详解
08-28
Java设计模式——工厂设计模式详解 在软件设计中，工厂设计模式是一种常用的设计模式，主要用于实例化有共同接口的类。Java设计模式——工厂设计模式是Java中的一种常用的设计模式，主要用于实例化有共同接口的类。...
Java设计模式——工厂设计模式
12-22
工厂模式： – 实现了创建者和调用者的分离。 – 详细分类： 简单工厂模式 工厂方法模式 抽象工厂模式 面向对象设计的基本原则： OCP（开闭原则，Open-Closed Principle）：一个软件的实体应当对扩展开放，对修改...
（创建模式 上）设计模式——工厂、抽象工厂 C++/Python3实现
01-20
简介 设计模式是为了解决一些出现的问题设计的解决方案。是长时间经验的总结，是根据...工厂模式 在类中实现一个接口创建指定对象，使一个类的实例化延迟到了子类。简单来说把类的创建都封装起来，只需要调用一个子类
设计模式(四)——工厂模式
01-21
工厂模式 意义 工厂模式 实现了创建者和调用者的分离。将实例化对象的代码提取出来，放到一个类中统一管理和维护，达到和主项目的依赖关系的解耦。从而提高项目的扩展和维护性。 核心本质 实例化对象，用工厂方法...
设计模式学习——桥接模式
JavaKobeBryant的技术交流
09-09 544
桥接模式桥接模式基本介绍桥接模式（Bridge）-原理类图原理类图说明：桥接模式代码实例 桥接模式 基本介绍 桥接模式（Bridge模式）是指：将实现与抽象放在两个不同的类层次中，使两个层次可以独立改变。 是一种结构型设计模式 Bridge模式基于类的最小设计原则，通过使用封装、聚合及继承等行为让不同的类承担不同的职责。它的主要特点是把抽象与行为实现分离开来，从而保持各部分的独立性以及应对他们的功能扩展。 桥接模式（Bridge）-原理类图 原理类图说明： Client类：桥接模式的调用者 抽象类
设计模式学习——解释器模式
JavaKobeBryant的技术交流
10-22 452
解释器模式基本介绍 基本介绍 在编译原理中，一个算术表达式通过词法分析器形成词法单元，而后这些词法单元再通过语法分析器构建语法分析树，最终形成一颗抽象的语法分析树。这里的词法分析器和语法分析器都可以看做是解释器。 解释器模式（Iterpreter Pattern）:是指给定一个语言（表达式），定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，使用该解释器来解释语言中的句子（表达式） 应用场景 应用可以将一个需要解释执行的语言中的句子表示为一个抽象语法树 一些重复出现的问题可以用一种简单的语言来表达 ..
设计模式学习——迭代器模式
JavaKobeBryant的技术交流
10-16 440
迭代器模式迭代器模式的介绍原理类图迭代器模式实例类图迭代器模式实例代码 迭代器模式的介绍 迭代器模式（Iterator Pattern）是常用的设计模式，属于行为型模式 如果我们的集合元素是用不同的方式实现的，有数组、还有java的集合类、或者还有其他方式，当客户端要遍历这些集合元素的时候就要使用多种遍历方式，而且还会暴露元素的内部结构，可以考虑使用迭代器模式解决。 迭代器模式，提供一种遍历集合元素的统一接口，用一致的方法遍历集合元素，不需要知道集合对象的底层表示，即：不暴露其内部的结构。 原理类图
设计模式学习——代理模式
JavaKobeBryant的技术交流
10-01 420
代理模式基本介绍静态代理静态代理的基本介绍静态代理类图实例静态代理代码实例静态代理优缺点动态代理动态代理模式基本介绍动态代理类图实例动态代理代码实例Cglib代理Cglib代理模式得基本介绍Cglib代理模式类图实例Cglib代理模式代码实例代理模式（Proxy）的变体 基本介绍 代理模式：为一个对象提供一个替身，以控制对这个对象的访问，即通过代理对象访问目标对象.这样做的好处是：可以在目标对象实现的基础上，增强额外的功能操作，即扩展目标对象的功能。 被代理的对象可以是远程对象、创建开销大的对象或需要安
《深入浅出设计模式》——工厂模式解析
"深入浅出设计模式是一本关于设计模式的电子书，适合希望进阶的技术人员阅读。书中详细介绍了工厂模式的三种类别：静态工厂模式、工厂方法...深入学习并理解设计模式，对于提升技术水平和团队协作效率都有显著的帮助。
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