【设计模式】工厂方法模式 ( 简介 | 适用场景 | 优缺点 | 代码示例 )

2023-03-29 15:36:47 浏览数 (1)

文章目录

  • 一、工厂方法模式简介
  • 二、工厂方法模式适用场景
  • 三、工厂方法模式优缺点
  • 四、工厂方法模式代码示例
    • 1、产品抽象类
    • 2、产品实现类 1
    • 3、产品实现类 2
    • 4、抽象工厂类
    • 5、实现工厂类 1
    • 6、实现工厂类 2
    • 7、测试类
  • 五、扩展上述工厂方法模式
    • 1、扩展的产品实现类
    • 2、扩展的工厂实现类
    • 3、测试类

一、工厂方法模式简介

工厂方法模式 : 定义一个 创建对象 的 接口 , 让 实现这个接口的子类 决定 实例化哪个类 , 工厂方法让 类的实例化 推迟到子类中进行 ;

工厂方法模式类型 : 创建型 ;

创建 实例对象 过程可能会很复杂 , 有可能会 导致大量的重复代码 , 工厂方法模式 通过 定义 一个单独的 创建 实例对象 的方法 , 解决上述问题 ; 通过 子类 实现 这个方法 , 创建具体的 实例对象 ;

二、工厂方法模式适用场景

工厂方法模式适用场景 :

  • 重复代码 : 创建对象 需要使用 大量重复的代码 ;
  • 不关心创建过程 : 客户端 不依赖 产品类 , 不关心 实例 如何被创建 , 实现等细节 ;
  • 创建对象 : 一个类 通过其 子类 来 指定 创建哪个对象 ;

客户端 不需要知道 具体 产品类 的 类名 , 只需要知道 所对应的工厂 即可 , 具体的产品对象 , 由对应的工厂创建 , 客户端只需要知道 产品 对应的 工厂 ; 工厂方法模式 利用了 面向对象 的 多态性 , 和 里式替换 原则 ; 子类对象 覆盖 父类对象 , 使 系统 更容易扩展 , 将 创建对象的过程 推迟到子类实现 , 创建对象的任务 , 委托给 多个 工厂子类 中的某一个 , 客户端不需要关心是哪个 工厂子类 创建的 产品对象 ; 工厂子类 一般都是 需要的时候 , 动态指定 ;

三、工厂方法模式优缺点

工厂方法模式优点 :

  • 不关心创建细节 : 用户 只需要 关心 所需产品 对应的工厂 , 无需关心创建细节 ;
  • 符合开闭原则 : 加入 新产品 , 符合开闭原则 , 提高可扩展性 ;

工厂方法模式 中 , 使用 工厂类创建 产品对象 , 同时 隐藏了 具体的 产品类 被 实例化 的细节 ;

工厂方法模式缺点 :

  • 增加复杂性 : 类的个数容易过多 , 增加系统复杂度 ; 在 添加新产品 时 , 除了编写 新的产品类 之外 , 还要 编写该产品类对应的 工厂类 ;
  • 增加难度 : 增加了系统 抽象性 和 理解难度 ; 工厂方法本身 利用了抽象 , 该模式中会 引入抽象层 , 如果要动态创建产品类 , 还要 引入反射技术 ;

设计模式 的 使用 , 要根据 实际的 业务场景 , 模型 综合平衡考量 , 不能过分遵守设计原则 和 设计模式 ;

四、工厂方法模式代码示例

1、产品抽象类

代码语言：javascript复制
package factorymethod;

/**
 * 视频抽象
 */
public abstract class Vedio {
    /**
     * 生产视频
     */
    public abstract void produce();
}

2、产品实现类 1

代码语言：javascript复制
package factorymethod;

public class JavaVedio extends Vedio {
    @Override
    public void produce() {
        System.out.println("录制 Java 视频");
    }
}

3、产品实现类 2

代码语言：javascript复制
package factorymethod;

public class PythonVedio extends Vedio {
    @Override
    public void produce() {
        System.out.println("录制 Python 视频");
    }
}

4、抽象工厂类

注意看注释 :

代码语言：javascript复制
package factorymethod;

/**
 * 工厂类抽象
 *      具体的创建 产品对象 的工厂类 , 继承该抽象类
 *      客户端实际创建对象时 , 调用的是工厂类子类实现
 *
 * 该类中只有 1 个抽象方法 , 也可以使用接口进行定义 工厂类 抽象
 *      但在实际的业务场景中 , 工厂类的某些属性 或 某些行为是已知的
 *      需要提前定义出来 , 接口就无法完成该定义
 *      因此 , 一般情况下 工厂抽象 使用 抽象类进行定义 , 不使用接口
 *
 * 产品等级 : 相同类型的产品 , 称为产品等级
 *      对于生产 Vedio 都是同一个产品等级
 *      Java 视频 和 Python 视频 的产品等级一致 , 都是视频
 *      二者 的 等级 都在 视频这个等级上
 *
 * 产品族 : 与 产品等级 相对应的概念是 产品族
 *      这是区分 工厂方法模式 和 抽象工厂模式 的重要概念
 *      如果每个视频有配套的解说 , 那么 视频 与 解说 是同一个产品族
 *
 * 工厂方法模式 用于解决 同一个产品等级 的业务抽象问题
 *
 * 具体产生 什么类型的视频
 *      由 VedioFactory 的子类 JavaVedioFactory / PythonVedioFactory 决定
 *      不是由 VedioFactory 决定
 *      VedioFactory 只规定 规范 契约
 *          不规定产生哪个类型的视频
 *
 *  扩展 :
 *      如果要扩展一个新类型的视频 , 如 Kotlin 视频
 *      只需要新增加一个 Vedio 子类 和 一个 VedioFactory 子类 即可
 */
public abstract class VedioFactory {
    /**
     * 创建 Vedio 实例对象的方法由 子类 实现
     * @return
     */
    public abstract Vedio getVedio();
}

5、实现工厂类 1

代码语言：javascript复制
package factorymethod;

/**
 * 生产 Java 视频 对象实例 的工厂子类
 */
public class JavaVedioFactory extends VedioFactory {
    @Override
    public Vedio getVedio() {
        return new JavaVedio();
    }
}

6、实现工厂类 2

代码语言：javascript复制
package factorymethod;

/**
 * 生产 Python 视频 对象实例 的工厂子类
 */
public class PythonVedioFactory extends VedioFactory {
    @Override
    public Vedio getVedio() {
        return new PythonVedio();
    }
}

7、测试类

代码语言：javascript复制
package factorymethod;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 Java 视频工厂类
        VedioFactory javaVedioFactory = new JavaVedioFactory();
        // 调用工厂类创建产品
        Vedio javaVedio = javaVedioFactory.getVedio();
        // 视频生产
        javaVedio.produce();

        // 创建 Python 视频工厂类
        VedioFactory pythonVedioFactory = new PythonVedioFactory();
        // 调用工厂类创建产品
        Vedio pythonVedio = pythonVedioFactory.getVedio();
        // 视频生产
        pythonVedio.produce();
    }
}

执行结果 :

代码语言：javascript复制
录制 Java 视频
录制 Python 视频

五、扩展上述工厂方法模式

如果要扩展一个新类型的视频 , 如 Kotlin 视频 ;

只需要新增加一个 Vedio 子类 和 一个 VedioFactory 子类 即可 ;

1、扩展的产品实现类

代码语言：javascript复制
package factorymethod;

public class KotlinVedio extends Vedio {
    @Override
    public void produce() {
        System.out.println("录制 Kotlin 视频");
    }
}

2、扩展的工厂实现类

代码语言：javascript复制
package factorymethod;

/**
 * 生产 Kotlin 视频 对象实例 的工厂子类
 */
public class KotlinVedioFactory extends VedioFactory {
    @Override
    public Vedio getVedio() {
        return new KotlinVedio();
    }
}

3、测试类

代码语言：javascript复制
package factorymethod;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 Java 视频工厂类
        VedioFactory javaVedioFactory = new JavaVedioFactory();
        // 调用工厂类创建产品
        Vedio javaVedio = javaVedioFactory.getVedio();
        // 视频生产
        javaVedio.produce();

        // 创建 Python 视频工厂类
        VedioFactory pythonVedioFactory = new PythonVedioFactory();
        // 调用工厂类创建产品
        Vedio pythonVedio = pythonVedioFactory.getVedio();
        // 视频生产
        pythonVedio.produce();

        // 创建 Kotlin 视频工厂类
        VedioFactory kotlinVedioFactory = new KotlinVedioFactory();
        // 调用工厂类创建产品
        Vedio kotlinVedio = kotlinVedioFactory.getVedio();
        // 视频生产
        kotlinVedio.produce();
    }
}

执行结果 :

代码语言：javascript复制
录制 Java 视频
录制 Python 视频
录制 Kotlin 视频
测试 产品 对象 客户端 设计模式

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