Java设计模式 02-工厂模式

矫情吗；* 2023-09-27 16:07 67阅读 0赞

## 工厂模式 ##

### 一、简单(静态)工厂模式 ###

#### 1、看一个具体的需求 ####

看一个披萨的项目：要便于披萨种类的扩展，要便于维护

1.  披萨的种类很多(比如 GreekPizz、CheesePizz 等)
2.  披萨的制作有 prepare，bake, cut, box
3.  完成披萨店订购功能。

#### 2、使用传统的方式来完成 ####

**1) 思路分析(类图)**  
![在这里插入图片描述][2bee477fd4de4775ba537e2fde43e7dd.png]  
编写 OrderPizza.java 去订购需要的各种 Pizza

**2) 代码演示**

public class OrderPizza {
        
        //构造器
        public OrderPizza() {
        
            Pizza pizza = null;
            String orderType; //  订购披萨的类型
            do {
        
                orderType = getType();
                if (orderType.equals("greek")) {
        
                    pizza = new GreekPizza();
                    pizza.setName(" 希腊披萨 ");
                } else if (orderType.equals("cheese")) {
        	
                    pizza = new CheesePizza();
    
                    pizza.setName(" 奶酪披萨 ");
    
                } else if (
                    orderType.equals("pepper")) {
        
                    pizza = new PepperPizza();
                    pizza.setName("胡椒披萨");
                } else {
        
                    break;
                }
                //输出 pizza 制作过程
                pizza.prepare();
                pizza.bake();
                pizza.cut();
                pizza.box();
    
            } while (true);
        }

#### 3、传统的方式的优缺点 ####

1.  优点是比较`好理解`，简单`易操作`。
2.  缺点是违反了设计模式的 **ocp** 原则，即对`扩展开放，对修改关闭`。即当我们给类增加新功能的时候，尽量不修改代码，或者尽可能少修改代码.

3）比如我们这时要新增加一个 **Pizza** 的种类\*\*(Pepper\*\* 披萨\*\*)\*\*，我们需要做如下修改. 如果我们增加一个 Pizza 类，只要是订购 Pizza 的代码都需要修改

> 不利于扩展，下面↓如果加种披萨的种类，那么就要修改全部是OrderPizza类  
> ![在这里插入图片描述][1c009685616a45b3a87412b7c8d8aa7d.png]  
> 4）改进的思路分析

分析：

修改代码可以接受，但是如果我们在其它的地方也有创建 Pizza 的代码，就意味着，也需要修改，而创建 Pizza

的代码，往往有多处。

思路：

> 把创建 **Pizza** 对象封装到一个类中，这样我们有新的 **Pizza** 种类时，只需要修改该类就可，其它有创建到 Pizza
> 
> 对象的代码就不需要修改了--------> 简单工厂模式

#### 4、基本介绍 ####

1.  简单工厂模式是属于`创建型模式`，是工厂模式的一种。`简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例`。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式
2.  简单工厂模式：定义了一个创建对象的类，由这个类来**封装实例化对象的行为**(代码)

3)在软件开发中，当我们会用到`大量`的创建某种、某类或者某批对象 时，就会使用到工厂模式.

#### 5、使用简单工厂模式 ####

1.  简单工厂模式的设计方案: 定义一个可以实例化 Pizaa 对象的类，封装创建对象的代码。

![image-20210624204922369][]

1.  代码演示

*  **简单工厂**

//简单工厂模式类
    public class SimpleFactory {
        
        public Pizza createPizza(String pizzaType){
        
            Pizza pizza = null;
            System.out.println("使用简单工厂模式");
            if (pizzaType.equals("greek")){
        
                pizza = new GreekPizza();
            }else if (pizzaType.equals("cheese")){
        
                pizza = new CheesePizza();
            }
            return pizza;
        }
    }
    
    //预约披萨类
    public class OrderPizza {
        
        //定义一个简单工厂对象
        SimpleFactory simpleFactory; Pizza pizza = null;
        //构造器
        public OrderPizza(SimpleFactory simpleFactory) {
         
            setFactory(simpleFactory);
        }
        //设置工厂
        public void setFactory(SimpleFactory simpleFactory) {
        
            String orderType = ""; //用户输入的
            this.simpleFactory = simpleFactory; //设置简单工厂对象do {
        
            orderType = getType();
            pizza = this.simpleFactory.createPizza(orderType);
            //输出 pizza
            if(pizza != null) {
         //订购成功
                pizza.prepare();
                pizza.bake();
                pizza.cut();
                pizza.box();
            } else {
        
                System.out.println(" 订购披萨失败 "); 
                break;
            }
        }while(true);
    }
    
    // 写一个方法，可以获取客户希望订购的披萨种类
    private String getType() {
         
        try {
        
            BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); 	System.out.println("input pizza 种类:");
            String str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
         
            e.printStackTrace(); 
            return "";
        }
    }

![在这里插入图片描述][d64223fcc5924be888790fdd5b797bbd.png]

### 二、工厂方法模式 ###

#### 1、看一个新的需求 ####

披萨项目新的需求：客户在点披萨时，可以点不同口味的披萨，比如 北京的奶酪 pizza、北京的胡椒 pizza 或者是伦敦的奶酪 pizza、伦敦的胡椒 pizza。

#### 2、 思路 1 ####

使用简单工厂模式，创建不同的简单工厂类，比如 BJPizzaSimpleFactory、LDPizzaSimpleFactory 等等.从当前这个案例来说，也是可以的，但是考虑到项目的规模，以及软件的可维护性、可扩展性并不是特别好

#### 2、思路 2 ####

使用工厂方法模式

#### 3、 工厂方法模式介绍 ####

**1) 工厂方法模式设计方案**：

将披萨项目的实例化功能抽象成抽象方法，在不同的口味点餐子类中具体实现。

**2) 工厂方法模式**：

定义了一个创建对象的抽象方法，由子类决定要实例化的类。工厂方法模式`将对象的实例化推迟到子类`。

#### 4、工厂方法模式应用案例 ####

**1) 披萨项目新的需求**：

客户在点披萨时，可以点不同口味的披萨，比如 北京的奶酪 pizza、北京的胡椒 pizza 或者是伦敦的奶酪 pizza、伦敦的胡椒 pizza

**2）思路分析图解**  
![在这里插入图片描述][e45e105fb19243b1a2ca4b9700db8692.png]  
**3）代码演示**

//OrderPizza.java 类
    public abstract class OrderPizza {
        
    
        //定义一个抽象方法，createPizza ,  让各个工厂子类自己实现
        abstract Pizza createPizza(String orderType);
    
        // 构造器
        public OrderPizza() {
         
            Pizza pizza = null;
            String orderType; //  订购披萨的类型
            do {
        
                orderType = getType();
                pizza = createPizza(orderType); //抽象方法，由工厂子类完成
                //输出 pizza 制作过程
                pizza.prepare(); pizza.bake();
                pizza.cut();
                pizza.box();
    
    
            } while (true);
        }
    
        // 写一个方法，可以获取客户希望订购的披萨种类
        private String getType() {
         
            try {
        
                BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); System.out.println("input pizza 种类:");
                String str = strin.readLine();
                return str;
            } catch (IOException e) {
         
                e.printStackTrace(); 
                return "";
            }
        }
    }
    
    
    public class BJOrderPizza extends OrderPizza {
        
        @Override
        Pizza createPizza(String orderType) {
        
            Pizza pizza = null; 
            if(orderType.equals("cheese")) {
        
                pizza = new BJCheesePizza();
            } else if (orderType.equals("pepper")) {
         
                pizza = new BJPepperPizza();
            }
        }
    }
    
    public class LDOrderPizza extends OrderPizza {
        
        @Override
        Pizza createPizza(String orderType) {
        
            Pizza pizza = null;
            if(orderType.equals("cheese")) {
        
                pizza = new LDCheesePizza();
            } else if (orderType.equals("pepper")) {
         
                pizza = new LDPepperPizza();
            }
        }
    }

### 三、抽象工厂模式 ###

#### 1、基本介绍 ####

**1)抽象工厂模式**：

*定义了一个 **interface** 用于创建相关或有依赖关系的对象簇，而无需指明具体的类*

**2)抽象工厂模式**

可以将`简单工厂模式`和`工厂方法模式`进行`整合`。

3)从设计层面看，抽象工厂模式就是对`简单工厂模式的改进`(或者称为进一步的抽象)。

4)将工厂抽象成两层，**AbsFactory(\**抽象工厂\**)** 和 具体实现的工厂子类。程序员可以根据创建对象类型使用对应的工厂子类。这样将单个的简单工厂类变成了`工厂簇`，更利于代码的维护和扩展。

**5)类图**  
![在这里插入图片描述][f9cc4a62e4b543ca89d9fd3b79339ffb.png]

#### 2、抽象工厂模式应用实例 ####

使用抽象工厂模式来完成披萨项目.

//一个抽象工厂模式的抽象层(接口) 
    public interface AbsFactory {
        
        //让下面的工厂子类来 具体实现
        public Pizza createPizza(String orderType);
    }
    
    //这是工厂子类
    public class BJFactory implements AbsFactory {
        
        @Override
        public Pizza createPizza(String orderType) {
        
            System.out.println("~使用的是抽象工厂模式~");
            Pizza pizza = null; 
            if(orderType.equals("cheese")) {
        
                pizza = new BJCheesePizza();
            } else if (orderType.equals("pepper")){
         
                pizza = new BJPepperPizza();
            }
            return pizza;
        }
    }
    
    public class LDFactory implements AbsFactory {
        
        @Override
        public Pizza createPizza(String orderType) {
        
            System.out.println("~使用的是抽象工厂模式~"); 
            Pizza pizza = null;
            if (orderType.equals("cheese")) {
         
                pizza = new LDCheesePizza();
            } else if (orderType.equals("pepper")) {
         
                pizza = new LDPepperPizza();
            }
            return pizza;
        }
    }
    
    //OrderPizza.java
    public class OrderPizza {
        
        AbsFactory factory;
    
        // 构造器
        public OrderPizza(AbsFactory factory) {
         
            setFactory(factory);
        }
    
        private void setFactory(AbsFactory factory) {
         
            Pizza pizza = null;
            String orderType = ""; //  用户输入
            this.factory = factory; 
            do {
        
                orderType = getType();
                // factory  可能是北京的工厂子类，也可能是伦敦的工厂子类
                pizza = factory.createPizza(orderType); 
                if (pizza != null) {
         // 订 购 ok
                    pizza.prepare();
                    pizza.bake();
                    pizza.cut();
                    pizza.box();
                } else {
        
                    System.out.println("订购失败"); 
                    break;
                }
            } while (true);
        }
        // 写一个方法，可以获取客户希望订购的披萨种类
        private String getType() {
        
            try {
        
                BufferedReader strin = new BufferedReader(
                    new InputStreamReader(System.in)); System.out.println("input pizza 种类:");
                String str = strin.readLine();
                return str;
            } catch (IOException e) {
         
                e.printStackTrace(); 
                return "";
            }
        }
    }

![在这里插入图片描述][f65fbaba6c284c14885c775e8f385e2a.png]

### 四、工厂模式小结 ###

*  **工厂模式的意义**

将实例化对象的代码提取出来，放到一个类中统一管理和维护，达到和主项目的依赖关系的解耦。从而提高项目的扩展和维护性。

*  **三种工厂模式**
    
     *  (简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式)
 *  **设计模式的`依赖抽象原则`**

> 1、创建对象实例时，不要直接 new 类, 而是把这个 new 类的动作放在一个工厂的方法中，并返回。有的书上说， *变量不要直接持有具体类的引用*。
> 
> 2、不要让类继承具体类，而是继承抽象类或者是实现 interface(接口)
> 
> 3、不要覆盖基类中已经实现的方法。

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