设计模式之简单工厂模式(SimpleFactory)

1.简单工厂模式概念

  简单工厂模式又称为静态工厂方法(Static Factory Method)模式,它属于类创建型模式(同属于创建型模式的还有工厂方法模式,抽象工厂模式,单例模式,建造者模式)。在简单工厂模式中,可以根据参数的不同返回不同类的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例,被创建的实例通常都具有共同的父类。

2.简单工厂模式的结构

这里写图片描述

由上面的结构图可以看到,简单工厂模式由具体工厂,具体产品,抽象产品三部分组成。
具体工厂(Factory):这个类是简单工厂模式的核心,含有与应用紧密相关的商业逻辑。工厂类在客户端的直接调用下创建产品对象,它往往由一个具体Java类实现。
具体产品(Product):简单工厂模式所创建的任何对象都是这个类的实例,具体产品由一个具体Java类实现。
抽象产品(AbstractProduct):这个类是由简单工厂模式所创建的对象的父类,或它们共同拥有的接口。抽象产品可以用一个Java接口或者Java抽象类实现。

3.简单工厂模式的例子

  还是以《大话设计模式》中小菜做的计算器为例,在这个例子中计算器拥有加减乘除这四个操作,其实就可以使用简单工厂设计模式来设计这个计算器,首先看这个例子的结构图:
这里写图片描述
  在这个例子当中,其实运算类就充当了抽象产品类(AbstractProduct),加减乘除这个四个具体的运算类实际上就是具体产品类(Product),而简单工厂类就是在客户端下创建具体的运算来完成相应的操作。
  
运算类(Operation):

package com.jxs.simpleFactory;

/**
 * Created by jiangxs on 2018/5/2.
 */
public abstract class Operation {

    private double numberA = 0.0;
    private double numberB = 0.0;

    public double getNumberA() {
        return numberA;
    }

    public void setNumberA(double numberA) {
        this.numberA = numberA;
    }

    public double getNumberB() {
        return numberB;
    }

    public void setNumberB(double numberB) {
        this.numberB = numberB;
    }

    public abstract double getResult();
}

工厂类(OperationFactory):

package com.jxs.simpleFactory;

/**
 * Created by jiangxs on 2018/5/2.
 */
public class OperationFactory {

    public static Operation createOperation(char operator) {

        Operation operation = null;
        switch (operator) {

            case '+':
                operation = new OperationAdd();
                break;
            case '-':
                operation = new OperationSub();
                break;
            case '*':
                operation = new OperationMul();
                break;
            case '/':
                operation = new OperationDiv();
                break;
            default:
                throw new RuntimeException("传入的运算符不支持!");
        }
        return operation;
    }
}

加法类(OperationAdd):

package com.jxs.simpleFactory;

/**
 * Created by jiangxs on 2018/5/2.
 */
public class OperationAdd extends Operation {

    @Override
    public double getResult() {

        return getNumberA()+getNumberB();
    }
}

减法类(OperationSub):

package com.jxs.simpleFactory;

/**
 * Created by jiangxs on 2018/5/2.
 */
public class OperationSub extends Operation {

    @Override
    public double getResult() {

        return getNumberA() - getNumberB();
    }
}

乘法类(OperationMul):

package com.jxs.simpleFactory;

/**
 * Created by jiangxs on 2018/5/2.
 */
public class OperationMul extends Operation {

    @Override
    public double getResult() {

        return getNumberA() * getNumberB();
    }
}

除法类(OperationDiv):

package com.jxs.simpleFactory;

/**
 * Created by jiangxs on 2018/5/2.
 */
public class OperationDiv extends Operation {

    @Override
    public double getResult() {

        return getNumberA() / getNumberB();
    }
}

客户端代码:

package com.jxs.simpleFactory;

/**
 * Created by jiangxs on 2018/5/2.
 */
public class OperationResult {

    public static void main(String[] args) {

        Operation operation = null;
        char operator;

        operator = '/';
        double numberA = 10.0;
        double numberB = 20.0;
        operation = OperationFactory.createOperation(operator);
        operation.setNumberA(numberA);
        operation.setNumberB(numberB);
        System.out.println(operation.getResult());
    }
}

运行结果:

0.5

Process finished with exit code 0

4.简单工厂模式的总结

(1)简单工厂模式的优点

  • 工厂类含有必要的判断逻辑,可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例,客户端可以免除直接创建产品对象的责任,而仅仅“消费”产品;简单工厂模式通过这种做法实现了对责任的分割,它提供了专门的工厂类用于创建对象。
  • 客户端无须知道所创建的具体产品类的类名,只需要知道具体产品类所对应的参数即可,对于一些复杂的类名,通过简单工厂模式可以减少使用者的记忆量。

(2)简单工厂模式的缺点

  • 由于工厂类集中了所有产品创建逻辑,工厂类一般被我们称作“全能类”或者“上帝类”,因为所有的产品创建他都能完成,一旦其不能正常工作,整个系统都要受到影响。
  • 使用简单工厂模式将会增加系统中类的个数,在一定程序上增加了系统的复杂度和理解难度。
  • 系统扩展困难,一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑,在产品类型较多时,有可能造成工厂逻辑过于复杂,不利于系统的扩展和维护。所以说从工厂的角度来说简单工厂模式是不符合“开-闭”原则的。
  • 简单工厂模式由于使用了静态工厂方法,造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。

(3)简单工厂模式的适用场景

  • 工厂类负责创建的对象比较少:由于创建的对象较少,不会造成工厂方法中的业务逻辑太过复杂。
  • 客户端只知道传入工厂类的参数,对于如何创建对象不关心:客户端既不需要关心创建细节,甚至连类名都不需要记住,只需要知道类型所对应的参数。

注:
以上代码均可在github上进行下载:https://github.com/xsongj/designPattern

参考:
《大话数据结构》
https://blog.youkuaiyun.com/xingjiarong/article/details/49999121

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