工厂模式

  1. 工厂模式

 

  1. 解决的问题:

解耦和

 

    例子:从前有一个暴发户,家里有三辆汽车——Benz 奔驰、Bmw 宝马、Audi 奥迪,还雇了司机为他开车。不过,暴发户坐车时总是怪怪的:

上 Benz 车后跟司机说"开奔驰车!",坐上 Bmw 后他说"开宝马车!",坐上 Audi 说"开奥迪车!"。你一定说:这人有病!直接说开车不就行了?!

 

工厂模式就可以解决这个问题,让他直接说开车就行

 

Spring就用了工厂模式和反射技术来实现托管类

  1. 工厂模式的分类及介绍

    1. 简单工厂模式

      1. 简单工厂模式简介

    简单工厂根据传过来的参数判断要制造什么样的车

    例子:各种各样的车的类 实现 车这个借口 工厂里边有方法,根据方法的参数来判断你要的是什么车,之后帮你造(New)出来,

         用户直接调用工厂的方法,传进自己想要的车的参数,就可以获得想要的车,用车的接口来接受

    1. 简单实现的代码

    Car接口:

        //车的接口

    public interface Car {

        //每个车都有的启动功能

        public void drive();

    }

            具体的车系:

                //奥迪车

public class Audi implements Car {

    @Override

    public void drive() {

        System.out.println("奥迪开了");

    }

}

//奔驰车

public class Benz implements Car{

    @Override

    public void drive() {

        System.out.println("奔驰开车了");

    }

}

车的工厂类:

//车的工厂类

public class GongChang {

    public static Car driverCar(String s)throws Exception{

        //进行参数的判断

        if(s.equalsIgnoreCase("Benz"))

            return new Benz();

        else if(s.equalsIgnoreCase("Audi"))

            return new Audi();

        else throw new Exception();

    }

}

用户使用类:

//简单工厂的使用类

public class EasyUser {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        Car car =GongChang.driverCar("audi");

        car.drive();

    }

}

 

  1. 优缺点

优点;

    第一,更加符合现实中的情况,运行程序的时候,不用说运行哪个车,直接开车就行,

    第二,用户不用直接创建产品对象,而仅仅是使用对象(就像spring的控制反转)

缺点:

    每增加一辆车,都要在工厂类中增加相应的业务逻辑或者判断逻辑, 对于新产品的加入,工厂类是很被动的,而且在现实中产品多数都是分多个层次树状结构,而简单工厂只有一个工厂类(因为是静态的),所以便捷性和适用性不强,所以工厂方法模式出现了

  1. 工厂方法模式

    1. 工厂方法模式简介

工厂方法模式就是,接口工厂提供所有工厂制造车的方法,工厂的具体实现类,负责造每种车,用的时候,直接调用工厂接口获取指定车系的工厂,再由工厂制造车,用户开车

  1. 简单实现的代码

车的类一样

    略

工厂接口

    //工厂接口

public interface MethodGongChang {

    public Car driverCar();

}

            工厂实现类

                //奥迪车的工厂实现类

public class AodiGC implements MethodGongChang{

    @Override

    public Car driverCar() {

        return new Audi();

    }

}

用户类

    public static void main(String[] args) {

        //提供指定的车工厂

        MethodGongChang gongChang=new AodiGC();

        //获取车

        Car car=gongChang.driverCar();

        //开车

        car.drive();

    }

}

 

  1. 优缺点

优点:

第一:工厂方法模式去掉了简单工厂模式中工厂方法的静态属性,使得它可以被子类继承。这样在简单工厂模式里集中在工厂方法

上的压力可以由工厂方法模式里不同的工厂子类来分担。

第二:结构变得灵活起来——当有新的产品(即暴发户的汽车)产生时,只要按照抽象产品角色、抽象工厂角色提供的合同来生成,

那么就可以被客户使用,而不必去修改任何已有的代码。

        缺点:

            工厂方法的加入,使得对象的数量成倍增长。当产品种类非常多时,会出现大量的与之对应的工厂对象,这不是我们所希望的。因

为如果不能避免这种情况,可以考虑使用简单工厂模式与工厂方法模式相结合的方式来减少工厂类:即对于产品树上类似的种类(一般是树的叶子中互为兄弟的)使用简单工厂模式来实现。

 

 

简单工厂模式与工厂方法模式真正的避免了代码的改动了?没有。在简单工厂模式中,新产品的加入要修改工厂角色中的判断语句;而在工厂方法模式中,要么将判断逻辑留在抽象工厂角色中,要么在客户程序中将具体工厂角色写死(就象上面的例子一样)。而且产品对象创建条件的改变必然会引起工厂角色的修改。面对这种情况,Java 的反射机制与配置文件的巧妙结合突破了限制——这在 Spring 中完美的体现了出来。

 

  1. 抽象工厂模式

    1. 抽象工厂模式简介

首先介绍一下产品族的概念

    所谓的产品族,是指位于不同产品等级结构中功能相关联的产品组成的家族

例:

    

在上面的类图中,两厢车和三厢车称为两个不同的等级结构;而2.0排量车和2.4排量车则称为两个不同的产品族。再具体一点,2.0排量两厢车和2.4排量两厢车属于同一个等级结构,2.0排量三厢车和2.4排量三厢车属于另一个等级结构;而2.0排量两厢车和2.0排量三厢车属于同一个产品族,2.4排量两厢车和2.4排量三厢车属于另一个产品族。

        明白了等级结构和产品族的概念,就理解工厂方法模式和抽象工厂模式的区别了,如果工厂的产品全部属于同一个等级结构,则属于工厂方法模式;如果工厂的产品来自多个等级结构,则属于抽象工厂模式。在本例中,如果一个工厂模式提供2.0排量两厢车和2.4排量两厢车,那么他属于工厂方法模式;如果一个工厂模式是提供2.4排量两厢车和2.4排量三厢车两个产品,那么这个工厂模式就是抽象工厂模式,因为他提供的产品是分属两个不同的等级结构。当然,如果一个工厂提供全部四种车型的产品,因为产品分属两个等级结构,他当然也属于抽象工厂模式了。

  1. 简单实现的代码
  1. interface IProduct1 {  
  2.     public void show();  
  3. }  
  4. interface IProduct2 {  
  5.     public void show();  
  6. }  
  7.     
  8. class Product1 implements IProduct1 {  
  9.     public void show() {  
  10.         System.out.println("这是1型产品");  
  11.     }  
  12. }  
  13. class Product2 implements IProduct2 {  
  14.     public void show() {  
  15.         System.out.println("这是2型产品");  
  16.     }  
  17. }  
  18.     
  19. interface IFactory {  
  20.     public IProduct1 createProduct1();  
  21.     public IProduct2 createProduct2();  
  22. }  
  23. class Factory implements IFactory{  
  24.     public IProduct1 createProduct1() {  
  25.         return new Product1();  
  26.     }  
  27.     public IProduct2 createProduct2() {  
  28.         return new Product2();  
  29.     }  
  30. }  
  31.     
  32. public class Client {  
  33.     public static void main(String[] args){  
  34.         IFactory factory = new Factory();  
  35.         factory.createProduct1().show();  
  36.         factory.createProduct2().show();  
  37.     }  
  38. }  
    1. 优缺点

优点:

抽象工厂模式除了具有工厂方法模式的优点外,最主要的优点就是可以在类的内部对产品族进行约束。所谓的产品族,一般或多或少的都存在一定的关联,抽象工厂模式就可以在类内部对产品族的关联关系进行定义和描述,而不必专门引入一个新的类来进行管理。

缺点:

产品族的扩展将是一件十分费力的事情,假如产品族中需要增加一个新的产品,则几乎所有的工厂类都需要进行修改。所以使用抽象工厂模式时,对产品等级结构的划分是非常重要的。

  1. 总结:

无论是简单工厂模式,工厂方法模式,还是抽象工厂模式,他们都属于工厂模式,在形式和特点上也是极为相似的,他们的最终目的都是为了解耦。在使用时,我们不必去在意这个模式到底工厂方法模式还是抽象工厂模式,因为他们之间的演变常常是令人琢磨不透的。经常你会发现,明明使用的工厂方法模式,当新需求来临,稍加修改,加入了一个新方法后,由于类中的产品构成了不同等级结构中的产品族,它就变成抽象工厂模式了;而对于抽象工厂模式,当减少一个方法使的提供的产品不再构成产品族之后,它就演变成了工厂方法模式。

    所以,在使用工厂模式时,只需要关心降低耦合度的目的是否达到了。

内容概要:本文系统介绍了算术优化算法(AOA)的基本原理、核心思想及Python实现方法,并通过图像分割的实际案例展示了其应用价值。AOA是一种基于种群的元启发式算法,其核心思想来源于四则运算,利用乘除运算进行全局勘探,加减运算进行局部开发,通过数学优化器加速函数(MOA)和数学优化概率(MOP)动态控制搜索过程,在全局探索与局部开发之间实现平衡。文章详细解析了算法的初始化、勘探与开发阶段的更新策略,并提供了完整的Python代码实现,结合Rastrigin函数进行测试验证。进一步地,以Flask框架搭建前后端分离系统,将AOA应用于图像分割任务,展示了其在实际工程中的可行性与高效性。最后,通过收敛速度、寻优精度等指标评估算法性能,并提出自适应参数调整、模型优化和并行计算等改进策略。; 适合人群:具备一定Python编程基础和优化算法基础知识的高校学生、科研人员及工程技术人员,尤其适合从事人工智能、图像处理、智能优化等领域的从业者;; 使用场景及目标:①理解元启发式算法的设计思想与实现机制;②掌握AOA在函数优化、图像分割等实际问题中的建模与求解方法;③学习如何将优化算法集成到Web系统中实现工程化应用;④为算法性能评估与改进提供实践参考; 阅读建议:建议读者结合代码逐行调试,深入理解算法流程中MOA与MOP的作用机制,尝试在不同测试函数上运行算法以观察性能差异,并可进一步扩展图像分割模块,引入更复杂的预处理或后处理技术以提升分割效果。
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