设计模式之工厂模式

发表于2022-01-27更新于2022-01-27阅读次数

工厂模式可以细分为：简单工厂、工厂方法和抽象工厂三种模式

使用场景

总体而言工厂模式的使用场景分为两种：

  1. 单个对象的创建过程比较复杂，如需要做复杂初始化操作的对象
  2. 需要根据不同的类型创建不同的对象

针对细分的三种模式，使用场景又可以区分：

  1. 当对象的创建逻辑简单，通常只需要 new 一下就可以，此时可以考虑简单工厂模式
  2. 当对象的创建逻辑很复杂，需要做各种初始化操作，此时可以考虑使用工厂方法模式，将对象创建的复杂逻辑拆分到各个工厂类中，让每个工厂类都不至于过于复杂
  3. 当系统中有多于一个产品族，而每次只使用其中某一产品族，此时使用抽象工厂模式

简单工厂模式

类图

ProcuctA 和 ProductB 继承 Product 抽象类，ProductFactory 根据传入的 type 来返回不同的 Product 实例

代码实现

Product

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public abstract class Product {
    public abstract void use();
}

ProductA

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public class ProductA extends Product {
    @Override
    public void use() {
        System.out.println("You are using ProductA...");
    }
}

ProductB

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public class ProductB extends Product {
    @Override
    public void use() {
        System.out.println("You are using ProductB...");
    }
}

ProductFactory

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public class ProductFactory {
    public Product createProduct(String type) {
        Product product = null;
        if ("A".equals(type)) {
            product = new ProductA();
        } else if ("B".equals(type)) {
            product = new ProductB();
        }
        return product;
    }
}

Main

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public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ProductFactory factory = new ProductFactory();
        Product product;

        product = factory.createProduct("A");
        product.use();

        product = factory.createProduct("B");
        product.use();
    }
}

点评

当频繁的新增不同产品时，需要频繁的修改ProductFactory中的if/else逻辑

应用

JDK

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java.text.DateFormat#getDateInstance()
java.text.DateFormat#getDateInstance(int)
java.text.DateFormat#getDateInstance(int, java.util.Locale)

加密类，获取不同加密算法的密钥生成器:

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KeyGenerator keyGen=KeyGenerator.getInstance("DESede");

工厂方法模式

类图

相比简单工厂，这种方式将ProductFactory定义为抽象类，然后创建不同的具体的ProductAFactory和ProductBFactory，在使用时决定创建那种工厂和对象，避免了 if/else 判断

代码实现

Product

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public abstract class Product {
    public abstract void use();
}

ProductA

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public class ProductA extends Product {
    @Override
    public void use() {
        System.out.println("You are using ProductA...");
    }
}

ProductB

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public class ProductB extends Product {
    @Override
    public void use() {
        System.out.println("You are using ProductB...");
    }
}

ProductFactory

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public abstract class ProductFactory {
    public abstract Product createProduct();
}

ProductAFactory

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public class ProductAFactory extends ProductFactory {
    @Override
    public Product createProduct() {
        return new ProductA();
    }
}

ProductBFactory

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public class ProductBFactory extends ProductFactory {
    @Override
    public Product createProduct() {
        return new ProductB();
    }
}

Main

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public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        ProductFactory factory;
        Product product;

        factory = new ProductAFactory();
        product = factory.createProduct();
        product.use();

        factory = new ProductBFactory();
        product = factory.createProduct();
        product.use();
    }

}

点评

这种模式更加符合开闭原则，但是与最原始的new ProductA()和new ProductA()相比非常相似，引入工厂模式，反倒让设计变得更加复杂了。

应用

JDBC

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Connection conn=DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/db1","db_user","123456");
Statement statement=conn.createStatement();
ResultSet rs=statement.executeQuery("select * from user");

抽象工厂模式

为了理解抽象工厂模式，我们要先了解两个概念：

  • 产品等级结构 ：产品等级结构即产品的继承结构，如一个抽象类是电视机，其子类有海尔电视机、海信电视机、TCL 电视机，则抽象电视机与具体品牌的电视机之间构成了一个产品等级结构，抽象电视机是父类，而具体品牌的电视机是其子类。
  • 产品族 ：在抽象工厂模式中，产品族是指由同一个工厂生产的，位于不同产品等级结构中的一组产品，如海尔电器工厂生产的海尔电视机、海尔电冰箱，海尔电视机位于电视机产品等级结构中，海尔电冰箱位于电冰箱产品等级结构中。

在工厂方法模式中具体工厂负责生产具体的产品，每一个具体工厂对应一种具体产品。一般情况下，一个具体工厂中只有一个工厂方法或者一组重载的工厂方法。但是有时候我们需要一个工厂可以提供多个产品对象，而不是单一的产品对象。

类图

Factory1负责创建ProductA1和ProductB1
Factory2负责创建ProductA2和ProductB2
客户端不需要知道具体的产品，只需要知道创建的工厂即可使用该产品

代码实现

AbstractProductA

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public abstract class AbstractProductA {

    public abstract void use();

}

ProductA1

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public class ProductA1 extends AbstractProductA {

    @Override
    public void use() {
        System.out.println("You are using ProductA1...");
    }

}

ProductA2

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public class ProductA2 extends AbstractProductA {

    @Override
    public void use() {
        System.out.println("You are using ProductA2...");
    }

}

AbstractProductB

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public abstract class AbstractProductB {

    public abstract void eat();

}

ProductB1

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public class ProductB1 extends AbstractProductB {

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("You are eating ProductB1...");
    }

}

ProductB2

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public class ProductB2 extends AbstractProductB {

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("You are eating ProductB2...");
    }

}

AbstractFactory

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public abstract class AbstractFactory {

    public abstract AbstractProductA createProductA();

    public abstract AbstractProductB createProductB();

}

Factory1

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public class Factory1 extends AbstractFactory {

    @Override
    public AbstractProductA createProductA() {
        return new ProductA1();
    }

    @Override
    public AbstractProductB createProductB() {
        return new ProductB1();
    }

}

Factory2

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public class Factory2 extends AbstractFactory {

    @Override
    public AbstractProductA createProductA() {
        return new ProductA2();
    }

    @Override
    public AbstractProductB createProductB() {
        return new ProductB2();
    }

}

Main

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public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        AbstractFactory factory;

        factory = new Factory1();
        use(factory);

        factory = new Factory2();
        use(factory);
    }

    public static void use(AbstractFactory factory) {
        AbstractProductA productA = factory.createProductA();
        productA.use();
        AbstractProductB productB = factory.createProductB();
        productB.eat();
    }

}

点评

抽象工厂模式带来了众多类，结构相对复杂，且创建新的产品等级结构麻烦。
抽象工厂模式实际工作中应用场景很少，简单关注了解下即可