【Java】我所知道设计模式之工厂模式

我所知道设计模式工厂模式

28640发布于 今天 10:12

前言介绍


接下里介绍的是Java 的设计模式之一:工厂模式

我们还是以一个问题进行展开,引入工厂模式

现在需要你帮忙做一个项目完成披萨店订购功能

具体披萨种类有:GreekPizz、CheesePizz 等

披萨的制作有 prepare,bake, cut, box

要求:要便于披萨种类的扩展,要便于维护

你会怎么做这个程序?

一、使用传统方式解决问题


【Java】我所知道设计模式之工厂模式

我们根据思路创建一个抽象类

abstract class Pizza{

//披萨名字

protected String name;

//准备原材料,不同的披萨不一样,因此,我们做成抽象方法

public abstract void prepare();

public void bake(){

System.out.println(name + "baking");

}

public void cut() {

System. out.println(name +"cutting;");

}

//打包

public void box() {

System.out . println(name +"boxing;");

}

public String getName() { return name;}

public void setName(String name) {this.name = name;}

}

接下来我们创建不同的披萨:奶酪披萨、希腊披萨

class CheesePizza extends Pizza{

@Override

public void prepare() {

System.out.println("给奶酪披萨准备原材料");

}

}

class GreekPizza extends Pizza {

@Override

public void prepare() {

System.out.println("给希腊披萨准备原材料");

}

}

接下来我们看看传统的方式订购披萨,是怎么个流程?

public static void main(String[] args) {

Pizza pizza = null;

//用户输入的订购披萨类型

String orderType = "greek";//订购披萨的类型

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 ");

}

//输出 pizza 制作过程

pizza.prepare();

pizza.bake();

pizza.cut();

pizza.box();

}

运行结果如下:

给希腊披萨准备原材料

希腊披萨 baking

希腊披萨 cutting;

希腊披萨 boxing;

传统的方式的优缺点

优点是比较好理解,简单易操作。

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.

【Java】我所知道设计模式之工厂模式

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

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

二、什么是简单工厂模式


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

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)

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

三、使用简单工厂模式解决问题


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

【Java】我所知道设计模式之工厂模式

我们采用简单工厂来创建披萨类,即可

//简单工厂类

public class SimpleFactory {

//更加 orderType 返回对应的 Pizza 对象

public Pizza createPizza(String orderType) {

Pizza pizza = null;

System.out.println("使用简单工厂模式");

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 ");

}

return pizza;

}

}

接下来我们看看简单工厂的方式订购披萨,是怎么个流程?

public static void main(String[] args) {

SimpleFactory simpleFactory = new SimpleFactory();

Pizza pizza = null;

//用户输入的订购披萨类型

String orderType = "greek";//订购披萨的类型

pizza = simpleFactory.createPizza(orderType);

if(pizza!=null){

//输出 pizza 制作过程

pizza.prepare();

pizza.bake();

pizza.cut();

pizza.box();

}else{

System.out.println("订购失败!");

}

}

运行结果如下:

使用简单工厂模式

给希腊披萨准备原材料

希腊披萨 baking

希腊披萨 cutting;

希腊披萨 boxing;

这时有一个披萨项目新的需求: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

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

思路 2

使用工厂模式

四、什么是工厂模式


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

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

【Java】我所知道设计模式之工厂模式

接下来我们根据思路创建不同的披萨:北京披萨、伦敦披萨等等

class BJCheesePizza extends Pizza {

@Override

public void prepare() {

setName ("北京的奶酪pizza") ;

System. out.println("北京的奶酯pizza准备原材料");

}

}

class BJPepperPizza extends Pizza {

@Override

public void prepare() {

setName ("北京的胡椒pizza") ;

System. out.println("北京的胡椒pizza准备原材料");

}

}

class LDCheesePizza extends Pizza {

@Override

public void prepare() {

setName ("伦敦的奶酪pizza") ;

System. out.println("伦敦的奶酯pizza准备原材料");

}

}

class LDPepperPizza extends Pizza {

@Override

public void prepare() {

setName ("伦敦的胡椒pizza") ;

System. out.println("伦敦的胡椒pizza准备原材料");

}

}

接下来我们创建工厂方法的抽象类OrderPizza

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);

}

接下来创建北京具体工厂、伦敦具体工厂的实现类

class BJOrderPizza extends OrderPizza {

@Override

Pizza createPizza(String orderType) {

//因为是北京工厂,输入类型则 = 北京+类型

Pizza pizza = null;

if (orderType.equals("cheese")) {

pizza = new BJCheesePizza();

} else if (orderType.equals("pepper")) {

pizza = new BJPepperPizza();

}

if(pizza!=null){

//输出 pizza 制作过程

pizza.prepare();

pizza.bake();

pizza.cut();

pizza.box();

}

return pizza;

}

}

class LDOrderPizza extends OrderPizza {

@Override

Pizza createPizza(String orderType) {

//因为是伦敦工厂,输入类型则 = 伦敦+类型

Pizza pizza = null;

if (orderType.equals("cheese")) {

pizza = new BJCheesePizza();

} else if (orderType.equals("pepper")) {

pizza = new BJPepperPizza();

}

return pizza;

}

}

那么接下来我们使用demo,体会一下好不好用?

public static void main(String[] args) {

//创建北京口味的工厂

BJOrderPizza bjOrderPizza =new BJOrderPizza();

//选择greek

String orderType = "cheese";

//让北京工厂来做

bjOrderPizza.createPizza(orderType);

}

运行结果如下:

北京的奶酯pizza准备原材料

北京的奶酪pizzabaking

北京的奶酪pizzacutting;

北京的奶酪pizzaboxing;

五、抽象工厂模式


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

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

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)

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

六、使用抽象工厂模式解决问题


【Java】我所知道设计模式之工厂模式

我们根据思路创建接口的工厂类

//一个抽象工厂模式的抽象层(接口)

interface AbsFactory{

//让下面的工厂子类来具体实现

public Pizza createPizza(String orderType);

}

接着创建实现该接口的北京工厂、伦敦工厂子类

//伦敦工厂子类

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;

}

}

//北京工厂子类

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;

}

}

接下来我们创建OrderPiz,只需要聚合接口工厂即可

class OrderPizza {

//聚合工厂接口

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 "";

}

}

}

接下来我们使用demo 体会抽象工厂与工厂有何不同

public static void main(String[] args) {

//创建订单披萨

//传入北京工厂

OrderPizza orderPizza = new OrderPizza(new BJFactory());

}

运行结果如下;

input pizza 种类:

cheese

~使用的是抽象工厂模式~

北京的奶酯pizza准备原材料

北京的奶酪pizzabaking

北京的奶酪pizzacutting;

北京的奶酪pizzaboxing;

七、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

Ø 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。

Ø 不要让类继承具体类,而是继承抽象类或者是实现 interface(接口)

不要覆盖基类中已经实现的方法

参考资料


尚硅谷:设计模式(韩顺平老师):工厂模式

Refactoring.Guru:《深入设计模式》

java程序员设计模式工厂模式

阅读 40发布于 今天 10:12

本作品系原创,采用《署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0 国际》许可协议


我所知道系列:设计模式

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接下里介绍的是Java 的设计模式之一:工厂模式

我们还是以一个问题进行展开,引入工厂模式

现在需要你帮忙做一个项目完成披萨店订购功能

具体披萨种类有:GreekPizz、CheesePizz 等

披萨的制作有 prepare,bake, cut, box

要求:要便于披萨种类的扩展,要便于维护

你会怎么做这个程序?

一、使用传统方式解决问题


【Java】我所知道设计模式之工厂模式

我们根据思路创建一个抽象类

abstract class Pizza{

//披萨名字

protected String name;

//准备原材料,不同的披萨不一样,因此,我们做成抽象方法

public abstract void prepare();

public void bake(){

System.out.println(name + "baking");

}

public void cut() {

System. out.println(name +"cutting;");

}

//打包

public void box() {

System.out . println(name +"boxing;");

}

public String getName() { return name;}

public void setName(String name) {this.name = name;}

}

接下来我们创建不同的披萨:奶酪披萨、希腊披萨

class CheesePizza extends Pizza{

@Override

public void prepare() {

System.out.println("给奶酪披萨准备原材料");

}

}

class GreekPizza extends Pizza {

@Override

public void prepare() {

System.out.println("给希腊披萨准备原材料");

}

}

接下来我们看看传统的方式订购披萨,是怎么个流程?

public static void main(String[] args) {

Pizza pizza = null;

//用户输入的订购披萨类型

String orderType = "greek";//订购披萨的类型

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 ");

}

//输出 pizza 制作过程

pizza.prepare();

pizza.bake();

pizza.cut();

pizza.box();

}

运行结果如下:

给希腊披萨准备原材料

希腊披萨 baking

希腊披萨 cutting;

希腊披萨 boxing;

传统的方式的优缺点

优点是比较好理解,简单易操作。

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.

【Java】我所知道设计模式之工厂模式

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

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

二、什么是简单工厂模式


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

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)

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

三、使用简单工厂模式解决问题


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

【Java】我所知道设计模式之工厂模式

我们采用简单工厂来创建披萨类,即可

//简单工厂类

public class SimpleFactory {

//更加 orderType 返回对应的 Pizza 对象

public Pizza createPizza(String orderType) {

Pizza pizza = null;

System.out.println("使用简单工厂模式");

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 ");

}

return pizza;

}

}

接下来我们看看简单工厂的方式订购披萨,是怎么个流程?

public static void main(String[] args) {

SimpleFactory simpleFactory = new SimpleFactory();

Pizza pizza = null;

//用户输入的订购披萨类型

String orderType = "greek";//订购披萨的类型

pizza = simpleFactory.createPizza(orderType);

if(pizza!=null){

//输出 pizza 制作过程

pizza.prepare();

pizza.bake();

pizza.cut();

pizza.box();

}else{

System.out.println("订购失败!");

}

}

运行结果如下:

使用简单工厂模式

给希腊披萨准备原材料

希腊披萨 baking

希腊披萨 cutting;

希腊披萨 boxing;

这时有一个披萨项目新的需求: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

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

思路 2

使用工厂模式

四、什么是工厂模式


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

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

【Java】我所知道设计模式之工厂模式

接下来我们根据思路创建不同的披萨:北京披萨、伦敦披萨等等

class BJCheesePizza extends Pizza {

@Override

public void prepare() {

setName ("北京的奶酪pizza") ;

System. out.println("北京的奶酯pizza准备原材料");

}

}

class BJPepperPizza extends Pizza {

@Override

public void prepare() {

setName ("北京的胡椒pizza") ;

System. out.println("北京的胡椒pizza准备原材料");

}

}

class LDCheesePizza extends Pizza {

@Override

public void prepare() {

setName ("伦敦的奶酪pizza") ;

System. out.println("伦敦的奶酯pizza准备原材料");

}

}

class LDPepperPizza extends Pizza {

@Override

public void prepare() {

setName ("伦敦的胡椒pizza") ;

System. out.println("伦敦的胡椒pizza准备原材料");

}

}

接下来我们创建工厂方法的抽象类OrderPizza

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);

}

接下来创建北京具体工厂、伦敦具体工厂的实现类

class BJOrderPizza extends OrderPizza {

@Override

Pizza createPizza(String orderType) {

//因为是北京工厂,输入类型则 = 北京+类型

Pizza pizza = null;

if (orderType.equals("cheese")) {

pizza = new BJCheesePizza();

} else if (orderType.equals("pepper")) {

pizza = new BJPepperPizza();

}

if(pizza!=null){

//输出 pizza 制作过程

pizza.prepare();

pizza.bake();

pizza.cut();

pizza.box();

}

return pizza;

}

}

class LDOrderPizza extends OrderPizza {

@Override

Pizza createPizza(String orderType) {

//因为是伦敦工厂,输入类型则 = 伦敦+类型

Pizza pizza = null;

if (orderType.equals("cheese")) {

pizza = new BJCheesePizza();

} else if (orderType.equals("pepper")) {

pizza = new BJPepperPizza();

}

return pizza;

}

}

那么接下来我们使用demo,体会一下好不好用?

public static void main(String[] args) {

//创建北京口味的工厂

BJOrderPizza bjOrderPizza =new BJOrderPizza();

//选择greek

String orderType = "cheese";

//让北京工厂来做

bjOrderPizza.createPizza(orderType);

}

运行结果如下:

北京的奶酯pizza准备原材料

北京的奶酪pizzabaking

北京的奶酪pizzacutting;

北京的奶酪pizzaboxing;

五、抽象工厂模式


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

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

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)

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

六、使用抽象工厂模式解决问题


【Java】我所知道设计模式之工厂模式

我们根据思路创建接口的工厂类

//一个抽象工厂模式的抽象层(接口)

interface AbsFactory{

//让下面的工厂子类来具体实现

public Pizza createPizza(String orderType);

}

接着创建实现该接口的北京工厂、伦敦工厂子类

//伦敦工厂子类

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;

}

}

//北京工厂子类

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;

}

}

接下来我们创建OrderPiz,只需要聚合接口工厂即可

class OrderPizza {

//聚合工厂接口

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 "";

}

}

}

接下来我们使用demo 体会抽象工厂与工厂有何不同

public static void main(String[] args) {

//创建订单披萨

//传入北京工厂

OrderPizza orderPizza = new OrderPizza(new BJFactory());

}

运行结果如下;

input pizza 种类:

cheese

~使用的是抽象工厂模式~

北京的奶酯pizza准备原材料

北京的奶酪pizzabaking

北京的奶酪pizzacutting;

北京的奶酪pizzaboxing;

七、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

Ø 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。

Ø 不要让类继承具体类,而是继承抽象类或者是实现 interface(接口)

不要覆盖基类中已经实现的方法

参考资料


尚硅谷:设计模式(韩顺平老师):工厂模式

Refactoring.Guru:《深入设计模式》

以上是 【Java】我所知道设计模式之工厂模式 的全部内容, 来源链接: www.h5w3.com/113030.html

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