设计模式之工厂模式(一)之简单工厂模式

时间：2022-01-27 20:33:08

设计模式之工厂模式(一)之简单工厂模式

概述

工厂模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。

分类

  • 简单工厂模式
  • 工厂方法模式
  • 抽象工厂模式

简单工厂模式

定义

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）属于类的创新型模式，又叫静态工厂方法模式（Static Factory Method Pattern）,是通过专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。

UML图

简单工厂模式中包含的角色及其相应的职责如下：
工厂角色（Creator）：这是简单工厂模式的核心，由它负责创建所有的类的内部逻辑。
当然工厂类必须能够被外界调用，创建所需要的产品对象。
抽象（Product）产品角色：简单工厂模式所创建的所有对象的父类，注意，这里的父类可以是接口也可以是抽象类，它负责描述所有实例所共有的公共接口。
具体产品（Concrete Product）角色：简单工厂所创建的具体实例对象，这些具体的产品往往都拥有共同的父类。
后续补充UML类图。

基本思想

简单工厂模式解决的问题是如何去实例化一个合适的对象。
简单工厂模式的核心思想就是：有一个专门的类来负责创建实例的过程。
具体来说，把产品看着是一系列的类的集合，这些类是由某个抽象类或者接口派生出来的一个对象树。而工厂类用来产生一个合适的对象来满足客户的要求。
如果简单工厂模式所涉及到的具体产品之间没有共同的逻辑，那么我们就可以使用接口来扮演抽象产品的角色；如果具体产品之间有功能的逻辑或，我们就必须把这些共同的东西提取出来，放在一个抽象类中，然后让具体产品继承抽象类。为实现更好复用的目的，共同的东西总是应该抽象出来的。

代码实现

1、创建一个抽象产品的接口

package com.zd.factory.simple;
/**
 * 创建一个抽象产品的接口
 * @author Administrator
 *
 */
public interface Shape {//产品的抽象接口

void draw();//生产产品的方法
}

2、创建实现抽象产品接口的具体产品实体类

package com.zd.factory.simple;
/**
 * 创建实现接口的实体类-Rectangle
 * @author Administrator
 *
 */
public class Rectangle implements Shape{//实现抽象产品的接口
@Override
public void draw() {//获取产品

        String str="我是一个长方形";
        System.out.println(str);
    }
}
package com.zd.factory.simple;
/**
 * 创建实现接口的实体类-Square
 * @author Administrator
 *
 */
public class Square implements Shape{//实现抽象产品的接口

@Override
public void draw() {//获取产品

        String str="我是一个正方形";
        System.out.println(str);
    }
}
package com.zd.factory.simple;

/**
 * 创建实现接口的实体类-Circle
 * @author Administrator
 *
 */
public class Circle implements Shape{//实现抽象产品的接口


@Override
public void draw() {//获取产品

        String str="我是一个圆形";
        System.out.println(str);
    }

}

3、创建工厂

package com.zd.factory.simple;


/**
 * 创建工厂
 * @author Administrator
 *创建一个工厂，生成基于给定信息的实体类的对象。
 */
public class ShapeFactory {

//使用 getShape 方法获取形状类型的对象
public Shape getShape(String shapeType)  throws
       InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException{
if(shapeType == null){
return null;
          }       
if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
return new Circle();
          } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
return new Rectangle();
          } else if("square".equals(shapeType)){
return new Square();
          }else{
              System. out .println("工厂暂时没有该商品");
          }
return null;
       }
}

4、创建测试客户端类

package com.zd.factory.simple;
/**
 * 简单工厂模式测试客户端
 * @author Administrator
 *使用该工厂，通过传递类型信息来获取实体类的对象。
 */
public class TestFactory {
public static void main(String[] args)   throws
InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException{
    ShapeFactory sFactory=new ShapeFactory();
//获取 Circle 的对象，并调用它的 draw 方法
    Shape shape1 = sFactory.getShape("CIRCLE");

//调用 Circle 的 draw 方法
// shape1.draw();
if(shape1!= null){
     shape1.draw();
    }
//获取 Rectangle 的对象，并调用它的 draw 方法
    Shape shape2 = sFactory.getShape("RECTANGLE");

//调用 Rectangle 的 draw 方法
// shape2.draw();
if(shape2!= null){
     shape2.draw();
    }
//获取 Square 的对象，并调用它的 draw 方法
    Shape shape3 = sFactory.getShape("square");

//调用 Square 的 draw 方法
if(shape3!= null){
         shape3.draw();
    }


    Shape  shape4= sFactory.getShape("时");
if(shape4!= null){
         shape4.draw();
        }


}
}

5、测试结果

我是一个圆形
我是一个长方形
我是一个正方形
工厂暂时没有该商品

优缺点分析

优点：工厂类是整个模式的关键所在。它包含必要的判断逻辑，能够根据外界给定的信息，决定究竟应该创建哪个具体类的对象。用户在使用时可以直接根据工厂类去创建所需的实例，而无需了解这些对象是如何创建以及如何组织的。有利于整个软件体系结构的优化。
缺点：由于工厂类集中了所有实例的创建逻辑，这就直接导致一旦这个工厂出了问题，所有的客户端都会受到牵连；而且由于简单工厂模式的产品室基于一个共同的抽象类或者接口，这样一来，但产品的种类增加的时候，即有不同的产品接口或者抽象类的时候，工厂类就需要判断何时创建何种种类的产品，这就和创建何种种类产品的产品相互混淆在了一起，违背了单一职责，导致系统丧失灵活性和可维护性。而且更重要的是，简单工厂模式违背了“开放封闭原则”，就是违背了“系统对扩展开放 ，对修改关闭”的原则，因为当我新增加一个产品的时候必须修改工厂类，相应的工厂类就需要重新编译一遍。

实际应用

1、 Java 中的 JDBC 操作数据库 ，创建JDBC统一接口类
2、日志记录器：记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等，用户可以选择记录日志到什么地方。
3、设计一个连接服务器的框架，需要三个协议，”POP3”、”IMAP”、”HTTP”，可以把这三个作为产品类，共同实现一个接口。

总结

简单工厂模式分离产品的创建者和消费者，有利于软件系统结构的优化；但是由于一切逻辑都集中在一个工厂类中，导致了没有很高的内聚性，同时也违背了“开放封闭原则”。另外，简单工厂模式的方法一般都是静态的，而静态工厂方法是无法让子类继承的，因此，简单工厂模式无法形成基于基类的继承树结构。

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