工厂模式&&抽象工厂模式

最新推荐文章于 2024-06-24 09:45:00 发布

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本文深入解析工厂模式的四种形态：简单工厂、工厂方法、抽象工厂，以及它们在OCP、DIP和LoD原则下的应用。通过实例对比，讨论了模式之间的结构复杂度、代码复杂度和扩展性，揭示了在实际项目中的选择和权衡。

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，对修改关闭。
DIP（依赖倒转原则，Dependence Inversion Principle）：要针对接口编程，不要针对实现编程。
LoD（迪米特法则，Law of Demeter）：只与你直接的朋友通信，而避免和陌生人通信。
核心本质：
– 实例化对象，用工厂方法代替new操作。
– 将选择实现类、创建对象统一管理和控制。从而将调用者跟我们的实现类解耦。
• 工厂模式：
– 简单工厂模式
• 用来生产同一等级结构中的任意产品。（对于增加新的产品，需要修改已有代码）
– 工厂方法模式
• 用来生产同一等级结构中的固定产品。（支持增加任意产品）
– 抽象工厂模式
• 用来生产不同产品族的全部产品。（对于增加新的产品，无能为力；支持增加产品族）

简单工厂模式

要点：
– 简单工厂模式也叫静态工厂模式，就是工厂类一般是使用静态方法，通过接收的参数的不同来返回不同的对象实例。
– 对于增加新产品无能为力！不修改代码的话，是无法扩展的。

简单工厂模式实例

Car接口

package com.lzy.factory.simplefactory;

public interface Car {

	void run();
}

Audi类

package com.lzy.factory.factorymethod;

public class Audi implements Car {

	@Override
	public void run() {
		System.out.println("这是奥迪");
		
	}

}

Byd类

package com.lzy.factory.simplefactory;

public class Byd implements Car {

	@Override
	public void run() {
		System.out.println("这是比亚迪");
		
	}

}

CarFactory类

package com.lzy.factory.simplefactory;

public class CarFactory {

	public static Car createCar(String type) {
		if("奥迪".equals(type)) {
			return new Audi();
		}else if("比亚迪".equals(type)) {
			return new Byd();
		}else {
			return null;
		}
	}
}

CarFactory2类

package com.lzy.factory.simplefactory;

public class CarFactory2 {

	
		public static Car createAudi() {
			return new Audi();
		}
		public static Car createByd() {
			return new Byd();
		}
}

如果没有使用工厂模式
则实现类需要：

package com.lzy.factory.simplefactory;

public class client {

	public static void main(String[]arg) {
		Car c1=new Audi();
		Car c2=new Byd();
		
		c1.run();
		c2.run();
	}
}

在这需要new Audi（）以及new Byd()

使用工厂模式后：

package com.lzy.factory.simplefactory;

public class client2 {

	public static void main(String[]arg) {
		Car c1=CarFactory2.createAudi();
		Car c2=CarFactory2.createByd();
		
		c1.run();
		c2.run();
	}
}

或者：

package com.lzy.factory.simplefactory;

public class client3 {

	public static void main(String[]arg) {
		Car c1=CarFactory.createCar("奥迪");
		Car c2=CarFactory.createCar("比亚迪");
		
		c1.run();
		c2.run();
	}
}

简单工厂模式中，如果要加入一个人奔驰类，需要创建一个奔驰类同时需要在CarFactory类或CarFactory2类中加入新的方法，这种修改已有类的方法显然不符合OCP原则。

工厂方法模式要点：

– 为了避免简单工厂模式的缺点，不完全满足OCP。
– 工厂方法模式和简单工厂模式最大的不同在于，简单工厂模式只有一个（对于一个项目或者一个独立模块而言）工厂类，而工厂方法模式有一组实现了相同接口的工厂类。
Car接口

package com.lzy.factory.factorymethod;

public interface Car {

	void run();
}

CarFactory 接口

package com.lzy.factory.factorymethod;

public interface CarFactory {

	Car createCar();
}

Audi类

package com.lzy.factory.factorymethod;

public class Audi implements Car {

	@Override
	public void run() {
		System.out.println("这是奥迪");
		
	}

}

Byd类

package com.lzy.factory.factorymethod;

public class Byd implements Car {

	@Override
	public void run() {
		System.out.println("这是比亚迪");
		
	}

}

AudiFactory类

package com.lzy.factory.factorymethod;

public class AudiFactory implements CarFactory{

	@Override
	public Car createCar() {
		
		return new Audi();
	}

}

BydFactory类

package com.lzy.factory.factorymethod;

public class BydFactory implements CarFactory{

	@Override
	public Car createCar() {
	  return new Byd();
	}

	
}

Client实现类

package com.lzy.factory.factorymethod;

public class client {

	public static void main(String[] args) {
		Car c1=new AudiFactory().createCar();
		Car c2=new BydFactory().createCar();
		c1.run();
		c2.run();
	}
}

不同的车使用不同的”加工厂“类

简单工厂模式和工厂方法模式PK:
– 结构复杂度
从这个角度比较，显然简单工厂模式要占优。简单工厂模式只需一个工厂类，而工厂方法模式的工厂类随着产品类个数增加而增加，这无疑会使类的个数越来越多，从而增加了结构的复杂程度。
– 代码复杂度
代码复杂度和结构复杂度是一对矛盾，既然简单工厂模式在结构方面相对简洁，那么它在代码方面肯定是比工厂方法模式复杂的了。简单工厂模式的工厂类随着产品类的增加需要增加很多方法（或代码），而工厂方法模式每个具体工厂类只完成单一任务，代码简洁。
– 客户端编程难度
工厂方法模式虽然在工厂类结构中引入了接口从而满足了OCP，但是在客户端编码中需要对工厂类进行实例化。而简单工厂模式的工厂类是个静态类，在客户端无需实例化，这无疑是个吸引人的优点。
– 管理上的难度
这是个关键的问题。我们先谈扩展。众所周知，工厂方法模式完全满足OCP，即它有非常良好的扩展性。那是否就说明了简单工厂模式就没有扩展性呢？答案是否定的。简单工厂模式同样具备良好的扩展性——扩展的时候仅需要修改少量的代码（修改工厂类的代码）就可以满足扩展性的要求了。尽管这没有完全满足OCP，但我们不需要太拘泥于设计理论，要知道， sun提供的java官方工具包中也有想到多没有满足OCP的例子啊。然后我们从维护性的角度分析下。假如某个具体产品类需要进行一定的修改，很可能需要修改对应的工厂类。当同时需要修改多个产品类的时候，对工厂类的修改会变得相当麻烦（对号入座已经是个问题了）。反而简单工厂没有这些麻烦，当多个产品类需要修改是，简单工厂模式仍然仅仅需要修改唯一的工厂类（无论怎样都能改到满足要求吧？大不了把这个类重写）。

• 根据设计理论建议：工厂方法模式。但实际上，我们一般都用简单工厂模式。

抽象工厂模式
– 用来生产不同产品族的全部产品。（对于增加新的产品，无能为力；支持增加产品族）
– 抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，在有多个业务品种、业务分类时，通过抽象工厂模式产生需要的对象是一种非常好的解决方式。

工厂模式要点：
– 简单工厂模式(静态工厂模式)
• 虽然某种程度不符合设计原则，但实际使用最多。
– 工厂方法模式
• 不修改已有类的前提下，通过增加新的工厂类实现扩展。
– 抽象工厂模式
• 不可以增加产品，可以增加产品族！
• 应用场景
– JDK中Calendar的getInstance方法
– JDBC中Connection对象的获取
– Hibernate中SessionFactory创建Session
– spring中IOC容器创建管理bean对象
– XML解析时的DocumentBuilderFactory创建解析器对象 – 反射中Class对象的newInstance()