常州网站建设联系电话,个人网站多少钱一年,天津网站优化指导,中国互联网协会投诉平台文章目录 前言一、引入二、简单工厂模式1.实现2.优缺点3.扩展 三、工厂方法模式1.实现2.优缺点 四、抽象工厂模式1.实现2.优缺点3.使用场景 五、模式扩展六、JDK源码解析总结 前言
软件设计模式之工厂模式。 一、引入 需求#xff1a;设计一个咖啡店点餐系统。 设计一个咖啡类… 文章目录 前言一、引入二、简单工厂模式1.实现2.优缺点3.扩展 三、工厂方法模式1.实现2.优缺点 四、抽象工厂模式1.实现2.优缺点3.使用场景 五、模式扩展六、JDK源码解析总结 前言
软件设计模式之工厂模式。 一、引入 需求设计一个咖啡店点餐系统。 设计一个咖啡类Coffee并定义其两个子类美式咖啡【AmericanCoffee】和拿铁咖啡【LatteCoffee】再设计一个咖啡店类CoffeeStore咖啡店具有点咖啡的功能。 具体类的设计如下 上图的结构有个很大的缺陷就是耦合性太高一个类出现问题可能影响全部并且如果产品太多的话代码太复杂新增产品的话变动太大比如新增甜品类咖啡店类要发生变化因为咖啡店只能生产咖啡且只能生产两种咖啡。在java中万物皆对象这些对象都需要创建如果创建的时候直接new该对象就会对该对象耦合严重假如我们要更换对象所有new对象的地方都需要修改一遍这显然违背了软件设计的开闭原则。如果我们使用工厂来生产对象我们就只和工厂打交道就可以了彻底和对象解耦如果要更换对象直接在工厂里更换该对象即可达到了与对象解耦的目的所以说工厂模式最大的优点就是解耦。下面会介绍三种工厂的使用 简单工厂模式不属于GOF的23种经典设计模式工厂方法模式抽象工厂模式 二、简单工厂模式 简单工厂不是一种设计模式反而比较像是一种编程习惯。 简单工厂包含如下角色 抽象产品 定义了产品的规范描述了产品的主要特性和功能。具体产品 实现或者继承抽象产品的子类具体工厂 提供了创建产品的方法调用者通过该方法来获取产品。 1.实现
现在使用简单工厂对上面案例进行改进类图如下
public class SimpleCoffeeFactory {public Coffee createCoffee(String type) {Coffee coffee null;if(americano.equals(type)) {coffee new AmericanoCoffee();} else if(latte.equals(type)) {coffee new LatteCoffee();}return coffee;}
}分析 这里不提供全部代码大家只需要理解一下。工厂factory处理创建对象的细节一旦有了SimpleCoffeeFactoryCoffeeStore类中的orderCoffee()就变成此对象的客户后期如果需要Coffee对象直接从工厂中获取即可。这样也就解除了和Coffee实现类的耦合同时又产生了新的耦合CoffeeStore对象和SimpleCoffeeFactory工厂对象的耦合工厂对象和商品对象的耦合。后期如果再加新品种的咖啡我们势必要需求修改SimpleCoffeeFactory的代码违反了开闭原则。工厂类的客户端可能有很多比如创建美团外卖等这样只需要修改工厂类的代码省去其他的修改操作。 2.优缺点
优点 封装了创建对象的过程可以通过参数直接获取对象。把对象的创建和业务逻辑层分开这样以后就避免了修改客户代码如果要实现新产品直接修改工厂类而不需要在原代码中修改这样就降低了客户代码修改的可能性更加容易扩展。 缺点 增加新产品时还是需要修改工厂类的代码违背了“开闭原则”。
3.扩展
静态工厂 在开发中也有一部分人将工厂类中的创建对象的功能定义为静态的这个就是静态工厂模式它也不是23种设计模式中的。代码如下 public class SimpleCoffeeFactory {public static Coffee createCoffee(String type) {Coffee coffee null;if(americano.equals(type)) {coffee new AmericanoCoffee();} else if(latte.equals(type)) {coffee new LatteCoffee();}return coffe;}
}三、工厂方法模式 针对上例中的缺点使用工厂方法模式就可以完美的解决完全遵循开闭原则。定义一个用于创建对象的接口让子类决定实例化哪个产品类对象。工厂方法使一个产品类的实例化延迟到其工厂的子类。工厂方法模式的主要角色 抽象工厂Abstract Factory提供了创建产品的接口调用者通过它访问具体工厂的工厂方法来创建产品。具体工厂ConcreteFactory主要是实现抽象工厂中的抽象方法完成具体产品的创建。抽象产品Product定义了产品的规范描述了产品的主要特性和功能。具体产品ConcreteProduct实现了抽象产品角色所定义的接口由具体工厂来创建它同具体工厂之间一一对应。 1.实现 代码如下
/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Coffee* Description: 咖啡类* Date: 2023/12/21 16:27*/
public abstract class Coffee {public abstract String getName();public void addMilk() {System.out.println(加奶);}public void addSugar() {System.out.println(加糖);}}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: AmericanCcoffee* Description: 美式咖啡类* Date: 2023/12/21 16:29*/
public class AmericanCoffee extends Coffee{Overridepublic String getName() {return 美式咖啡;}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: LatteCoffee* Description: 拿铁咖啡类* Date: 2023/12/21 16:35*/
public class LatteCoffee extends Coffee{Overridepublic String getName() {return 拿铁咖啡;}
}
/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: CoffeeFactory* Description: 咖啡工厂接口* Date: 2023/12/21 16:36*/
public interface CoffeeFactory {Coffee createCoffee();
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: AmericanCoffeeFactory* Description: 美式咖啡工厂* Date: 2023/12/21 16:37*/
public class AmericanCoffeeFactory implements CoffeeFactory{Overridepublic Coffee createCoffee() {return new AmericanCoffee();}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: LatteCoffeeFactory* Description: 拿铁咖啡工厂* Date: 2023/12/21 16:38*/
public class LatteCoffeeFactory implements CoffeeFactory{Overridepublic Coffee createCoffee() {return new LatteCoffee();}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: CoffeeStore* Description: 咖啡店类* Date: 2023/12/21 16:39*/
public class CoffeeStore {private CoffeeFactory factory;public void setFactory(CoffeeFactory factory) {this.factory factory;}public Coffee orderCoffee() {Coffee coffee factory.createCoffee();coffee.addMilk();coffee.addSugar();return coffee;}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Client* Description: 测试类* Date: 2023/12/21 16:44*/
public class Client {public static void main(String[] args) {CoffeeStore store new CoffeeStore();store.setFactory(new LatteCoffeeFactory());Coffee coffee store.orderCoffee();System.out.println(coffee.getName());}
} 从以上的编写的代码可以看到要增加产品类时也要相应地增加工厂类不需要修改工厂类的代码了这样就解决了简单工厂模式的缺点。工厂方法模式是简单工厂模式的进一步抽象。由于使用了多态性工厂方法模式保持了简单工厂模式的优点而且克服了它的缺点。 2.优缺点
优点 用户只需要知道具体工厂的名称就可得到所要的产品无须知道产品的具体创建过程在系统增加新的产品时只需要添加具体产品类和对应的具体工厂类无须对原工厂进行任何修改满足开闭原则 缺点 每增加一个产品就要增加一个具体产品类和一个对应的具体工厂类这增加了系统的复杂度。
四、抽象工厂模式 前面介绍的工厂方法模式中考虑的是一类产品的生产如畜牧场只养动物、电视机厂只生产电视机、传智播客只培养计算机软件专业的学生等。这些工厂只生产同种类产品同种类产品称为同等级产品也就是说工厂方法模式只考虑生产同等级的产品但是在现实生活中许多工厂是综合型的工厂能生产多等级种类 的产品如电器厂既生产电视机又生产洗衣机或空调大学既有软件专业又有生物专业等。接下来要介绍的抽象工厂模式将考虑多等级产品的生产将同一个具体工厂所生产的位于不同等级的一组产品称为一个产品族下图所示横轴是产品等级也就是同一类产品纵轴是产品族也就是同一品牌的产品同一品牌的产品产自同一个工厂。 抽象工厂模式 是一种为访问类提供一个创建一组相关或相互依赖对象的接口且访问类无须指定所要产品的具体类就能得到同族的不同等级的产品的模式结构。抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本工厂方法模式只生产一个等级的产品而抽象工厂模式可生产多个等级的产品。 抽象工厂模式的主要角色如下 抽象工厂Abstract Factory提供了创建产品的接口它包含多个创建产品的方法可以创建多个不同等级的产品。具体工厂Concrete Factory主要是实现抽象工厂中的多个抽象方法完成具体产品的创建。抽象产品Product定义了产品的规范描述了产品的主要特性和功能抽象工厂模式有多个抽象产品。具体产品ConcreteProduct实现了抽象产品角色所定义的接口由具体工厂来创建它 同具体工厂之间是多对一的关系。 1.实现 现咖啡店业务发生改变不仅要生产咖啡还要生产甜点如提拉米苏、抹茶慕斯等要是按照工厂方法模式需要定义提拉米苏类、抹茶慕斯类、提拉米苏工厂、抹茶慕斯工厂、甜点工厂类很容易发生类爆炸情况。其中拿铁咖啡、美式咖啡是一个产品等级都是咖啡提拉米苏、抹茶慕斯也是一个产品等级拿铁咖啡和提拉米苏是同一产品族也就是都属于意大利风味美式咖啡和抹茶慕斯是同一产品族也就是都属于美式风味。所以这个案例可以使用抽象工厂模式实现。类图如下 代码如下
/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Coffee* Description: 咖啡类* Date: 2023/12/21 16:27*/
public abstract class Coffee {public abstract String getName();public void addMilk() {System.out.println(加奶);}public void addSugar() {System.out.println(加糖);}}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: LatteCoffee* Description: 拿铁咖啡类* Date: 2023/12/21 16:35*/
public class LatteCoffee extends Coffee {Overridepublic String getName() {return 拿铁咖啡;}
}
/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: AmericanCcoffee* Description: 美式咖啡类* Date: 2023/12/21 16:29*/
public class AmericanCoffee extends Coffee {Overridepublic String getName() {return 美式咖啡;}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Dessert* Description: 甜点类* Date: 2023/12/21 17:30*/
public abstract class Dessert {public abstract void show();
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: MatcheMousse* Description: 抹茶慕斯类* Date: 2023/12/21 17:31*/
public class MatcheMousse extends Dessert{Overridepublic void show() {System.out.println(抹茶慕斯);}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Tiramisu* Description: 提拉米苏类* Date: 2023/12/21 17:30*/
public class Tiramisu extends Dessert{Overridepublic void show() {System.out.println(提拉米苏);}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: DessertFactory* Description: 甜品工厂* Date: 2023/12/21 17:33*/
public interface DessertFactory {Coffee createCoffee();Dessert createDessert();
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: AmericanDessertFactory* Description: 美式风味工厂类* 生产美式咖啡和抹茶慕斯* Date: 2023/12/21 17:34*/
public class AmericanDessertFactory implements DessertFactory{Overridepublic Coffee createCoffee() {return new AmericanCoffee();}Overridepublic Dessert createDessert() {return new MatcheMousse();}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: ItalyDessertFactory* Description: 意大利风味工厂* 生产拿铁咖啡和提拉米苏* Date: 2023/12/21 17:35*/
public class ItalyDessertFactory implements DessertFactory{Overridepublic Coffee createCoffee() {return new LatteCoffee();}Overridepublic Dessert createDessert() {return new Tiramisu();}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Client* Description: 测试类* Date: 2023/12/21 17:36*/
public class Client {public static void main(String[] args) {ItalyDessertFactory italyDessertFactory new ItalyDessertFactory();Dessert dessert italyDessertFactory.createDessert();Coffee coffee italyDessertFactory.createCoffee();System.out.println(coffee.getName());dessert.show();}
}分析如果要加同一个产品族的话只需要再加一个对应的工厂类即可不需要修改其他的类。 2.优缺点
优点 当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。 缺点 当产品族中需要增加一个新的产品时所有的工厂类都需要进行修改。
3.使用场景
当需要创建的对象是一系列相互关联或相互依赖的产品族时如电器工厂中的电视机、洗衣机、空调等。系统中有多个产品族但每次只使用其中的某一族产品。如有人只喜欢穿某一个品牌的衣服和鞋。系统中提供了产品的类库且所有产品的接口相同客户端不依赖产品实例的创建细节和内部结构。如输入法换皮肤一整套一起换。生成不同操作系统的程序。
五、模式扩展
简单工厂配置文件解除耦合 可以通过工厂模式配置文件的方式解除工厂对象和产品对象的耦合。在工厂类中加载配置文件中的全类名并创建对象进行存储客户端如果需要对象直接进行获取即可。 第一步定义配置文件 使用properties文件作为配置文件名称为bean.properties
americancom.itheima.pattern.factory.config_factory.AmericanCoffee
lattecom.itheima.pattern.factory.config_factory.LatteCoffee/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Coffee* Description: 咖啡类* Date: 2023/12/21 16:27*/
public abstract class Coffee {public abstract String getName();public void addMilk() {System.out.println(加奶);}public void addSugar() {System.out.println(加糖);}}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: AmericanCcoffee* Description: 美式咖啡类* Date: 2023/12/21 16:29*/
public class AmericanCoffee extends Coffee {Overridepublic String getName() {return 美式咖啡;}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: LatteCoffee* Description: 拿铁咖啡类* Date: 2023/12/21 16:35*/
public class LatteCoffee extends Coffee {Overridepublic String getName() {return 拿铁咖啡;}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: CoffeeFactory* Description: 咖啡工厂类* Date: 2023/12/21 21:06*/
public class CoffeeFactory {//定义容器对象存储咖啡对象private static MapString,Coffee map new HashMap();// 加载配置文件只需要加载一次static {// 创建Properties对象Properties p new Properties();// 调用p对象中的load方法进行配置文件的加载InputStream is CoffeeFactory.class.getClassLoader().getResourceAsStream(bean.properties);try {p.load(is);//遍历Properties集合对象SetObject keys p.keySet();for (Object key : keys) {//根据键获取值全类名String className p.getProperty((String) key);//获取字节码对象Class clazz Class.forName(className);Coffee obj (Coffee) clazz.newInstance();map.put((String)key,obj);}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}// 根据名称获取对象public static Coffee createCoffee(String name) {return map.get(name);}
}静态成员变量用来存储创建的对象键存储的是名称值存储的是对应的对象而读取配置文件以及创建对象写在静态代码块中目的就是只需要执行一次。 六、JDK源码解析
public class Demo {public static void main(String[] args) {ListString list new ArrayList();list.add(令狐冲);list.add(风清扬);list.add(任我行);//获取迭代器对象IteratorString it list.iterator();//使用迭代器遍历while(it.hasNext()) {String ele it.next();System.out.println(ele);}}
}对上面的代码大家应该很熟使用迭代器遍历集合获取集合中的元素。而单列集合获取迭代器的方法就使用到了工厂方法模式。我们看通过类图看看结构 Collection接口是抽象工厂类ArrayList是具体的工厂类Iterator接口是抽象商品类ArrayList类中的Iter内部类是具体的商品类。在具体的工厂类中iterator()方法创建具体的商品类的对象。 另 DateForamt类中的getInstance()方法使用的是工厂模式Calendar类中的getInstance()方法使用的是工厂模式 总结
以上就是设计模式工厂模式的讲解。
