软件设计模式——工厂模式

于 2024-10-04 22:00:56 发布
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文章标签： 设计模式
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一、简单工厂模式

定义：简单工厂模式是一种创建型模式，也被称为静态工厂方法模式，它属于类创建型模式。在简单工厂模式中，一个工厂对象决定创建

出哪一种产品类的实例。

优点：

  1. 只需要传入正确的参数，就可以获取需要的对象，无需知道创建细节。

  2. 工厂类中有必要的判断逻辑，可以决定根据当前的参数创建对应的产品实例，客户端可以免除直接创建产品对象的责任。

  3. 通过该模式，实现了对创建实例和使用实例的责任分割。

  4. 提供专门的工厂类用于创建对象，客户端无需知道所创建的产品类的类名，只需要知道对应产品类的参数即可创建对象实例。

缺点：

  1. 工厂类职责过重，当有新的产品类型时，必须要修改工厂的创建逻辑，对系统的维护和扩展非常不利。

  2. 违背了高内聚的责任分配原则，工厂集中了全部的创建逻辑，当工厂出现问题系统会崩溃。

适用场景：

  1. 创建对象少，工厂类负责创建的对象比较少。

  2. 不关心创建过程，客户端只知道传入工厂类的参数。

类图：

代码：

public interface TV {
     void play();
}

public class HaierTV implements TV{
    public void play(){
        System.out.println("海尔电视ing");
    }
}

public class MiTV implements TV{
    public void play(){
        System.out.println("小米电视ing");
    }
}

public class TVFactory {
    public static TV produceTV(String brand){
        if(brand.equals("Haier")){
            System.out.println("生产海尔电视机");
            return new HaierTV();
        }
        else if(brand.equals("Mi")){
            System.out.println("生产小米电视机");
            return new MiTV();
        }
        else{
            System.out.println("暂时不能生产该品牌的电视");
            return null;
        }
    }
}


public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        TV tv=TVFactory.produceTV("Haier");
        tv.play();

    }
}

 

二、工厂方法模式

定义：工厂方法模式是一种设计模式，它定义了一个创建对象的接口，让实现这个接口的子类决定实例化哪个类。工厂方法将类的实例化

推迟到子类中进行。

优点：

  1. 用户只需要知道具体工厂的名称就可得到所要的产品，无须知道产品的具体创建过程。

  2. 在系统增加新的产品时只需要添加具体产品类和对应的具体工厂类，无须对原工厂进行任何修改，满足开闭原则。

  3. 屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。

缺点：

每增加一个产品就要增加一个具体产品类和一个对应的具体工厂类，这增加了系统的复杂度。

适用场景：

  1. 当一个类不知道它所需要的对象的类时。

  2. 当一个类希望通过其子类来指定创建对象时。

  3. 将创建对象的任务委托给多个工厂子类中的某一个，客户端在使用时可以无须关心是哪一个工厂子类创建产品子类，需要时再动态指

    定，可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。

类图：

代码：

public interface TV {
     void play();
}

public interface TVFactory {
     TV produceTV();
}

public class HaierTV implements TV {
    public void play(){
        System.out.println("海尔电视播放中。。。");
    }
}


public class TclTV implements TV{
    public void play(){
        System.out.println("TCL电视播放中。。。");
    }
}

public class MiTV implements TV {
    public void play(){
        System.out.println("小米电视播放中。。。");
    }
}

class HaierTVFactory implements TVFactory{
     public TV produceTV(){
        System.out.println("海尔工厂生产海尔电视");
        return  new HaierTV();
    }
}

class TclTVFactory implements TVFactory{
    public TV produceTV(){
        System.out.println("TCL工厂生产TCL电视");
        return new TclTV();
    }
}

public class MiTVFactory implements TVFactory{
    public TV produceTV(){
        System.out.println("小米工厂生产小米电视");
        return  new MiTV();
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        TV tv;
        TVFactory haierfactory=new HaierTVFactory();
        tv=haierfactory.produceTV();
        tv.play();
        TVFactory tclfactory=new TclTVFactory();
        tv=tclfactory.produceTV();
        tv.play();

    }
}

三、抽象工厂模式

定义：抽象工厂模式是一种创建型设计模式，它为创建一组相关或者相互依赖的对象提供了一个接口，而不需要指定他们的具体类。

优点：

  1. 良好的封装性和低耦合：抽象工厂模式将对象的创建和使用封装在工厂类中，使得客户端可以更加专注于其自身的业务逻辑，而无需

    关心对象的创建过程，降低了系统各部分之间的耦合度。

  2. 产品族内具有约束性，且为非公开状态：抽象工厂模式中，工厂类负责创建具有相同约束的对象族，这样可以确保对象族的正确使

    用。同时，由于工厂类的实现是私有的，外部无法直接访问，从而保证了对象族的安全性。

缺点：

  1. 工厂类职责过重，当有新的产品类型时，必须要修改工厂的创建逻辑，对系统的维护和扩展非常不利。

  2. 违背了高内聚的责任分配原则，工厂集中了全部的创建逻辑，当工厂出现问题系统会崩溃。

适用场景：

  1. 一个系统需要使用多个产品族时：如果一个系统需要使用多个产品族，例如，同时使用多个数据库实现或同时使用多个第三方库，那

    么可以使用抽象工厂模式来提供一个统一的接口，用于获取这些产品族的对象。

  2. 产品的依赖关系需要封装时：如果一个系统中，不同产品族之间的依赖关系需要封装起来，不希望被外部直接访问，那么可以使用抽

    象工厂模式来提供一个统一的接口，用于获取这些产品族的对象。

类图：

代码：

public interface TV {
     void play();
}

public class TclTV implements TV {
    public void play(){
        System.out.println("TCL电视播放中。。。");
    }
}

public class HaierTV implements TV {
    public void play(){
        System.out.println("海尔电视播放中。。。");
    }
}

public class MiTV implements TV {
    public void play(){
        System.out.println("小米电视播放中。。。");
    }
}

public interface Airconditioner {
    void changeTemperature();
}

public class HaierAirconditioner implements Airconditioner {
    public void changeTemperature(){
        System.out.println("海尔空调调节温度。。。");
    }
}

public class MiAirconditioner implements Airconditioner {
    public void changeTemperature(){
        System.out.println("小米空调调节温度。。。");
    }
}

public class TCLAirconditioner implements Airconditioner {
    public void changeTemperature(){
        System.out.println("TCL空调调节温度。。。");
    }
}

public interface ProductFactory {
     TV produceTV();
    Airconditioner produceAirconditioner();
}

class HaierFactory implements ProductFactory {
     public TV produceTV(){
        System.out.println("海尔工厂生产海尔电视");
        return  new HaierTV();
    }
    public Airconditioner produceAirconditioner(){
        System.out.println("海尔工厂生产海尔空调");
        return new HaierAirconditioner();
    }
}

public class MiFactory implements ProductFactory {
    public TV produceTV(){
        System.out.println("小米工厂生产小米电视");
        return  new MiTV();
    }
    public Airconditioner produceAirconditioner(){
        System.out.println("小米工厂生产小米电视");
        return new MiAirconditioner();
    }
}

public class TclFactory implements ProductFactory {
    public TV produceTV(){
        System.out.println("TCL工厂生产TCL电视");
        return new TclTV();
    }
    public Airconditioner produceAirconditioner(){
        System.out.println("TCL工厂生产TCL空调");
        return new TCLAirconditioner();
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        TV tv;
        Airconditioner ac;
        ProductFactory haierFactory=new HaierFactory();
        tv=haierFactory.produceTV();
        tv.play();

        ac=haierFactory.produceAirconditioner();
        ac.changeTemperature();

    }
}

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