设计模式之工厂三兄弟1全球快播

来源: 腾讯云时间：2022-11-28 12:09:30

1. 简单工厂模式

1.1 定义

简单工厂模式(Simple Factory Pattern)：又称为静态工厂方法(Static Factory Method)模式，它属于类创建型模式。在简单工厂模式中，可以根据参数的不同返回不同类的实例。简单工厂模式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。

(资料图片)

1.2 结构

Product: 抽象产品角色

抽象产品角色是所有产品的父类，提供产品的公共行为

ConcreteProduct：具体产品角色

具体产品角色是创建目标，所有创建的对象的实例

Factory: 工厂角色

工厂角色负责创建所有对象

1.3 场景案例

通过简单工厂模式实现一个计算器的程序，需要完成两个数字的加减乘除操作

计算器设计类图：

实现代码：

design_mode/src/main/java/com/nongminggong/factory/simple at liuyu · constantRAIN/design_mode

客户端调用代码

public class OperationClient {public static void main(String[] args) {OperationNumber operationNumber = new OperationNumber(10, 5);// 加法Operation operationAdd = OperationFactory.createOperation("+");double addResult = operationAdd.operate(operationNumber);System.out.println("加法结果" + addResult);// 减法Operation operationSub = OperationFactory.createOperation("-");double subResult = operationSub.operate(operationNumber);System.out.println("减法结果" + subResult);// 乘法Operation operationMul = OperationFactory.createOperation("*");double mulResult = operationMul.operate(operationNumber);System.out.println("乘法结果" + mulResult);// 除法Operation operationDiv = OperationFactory.createOperation("/");double divResult = operationDiv.operate(operationNumber);System.out.println("除法结果" + divResult);}}

执行结果：

1.4 优缺点

优点：

工厂类包含了必要的判断逻辑，可以根据传入的参数来创建对象将业务逻辑对调用方进行隐藏，调用方不用关系具体的实现相对提高了代码的扩展性、复用性以及可维护性(例如新增一个类型，只需要创建新的类，然后工厂实现对象的创建即可，不会对已存在的功能造成影响)具体运算类遵循了开闭原则

缺点：

因为工厂类只有一个，如果出现问题，整个系统将收到影响增加了类的个数，在一定程度上提升了系统的复杂度系统扩展困难，一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑，在产品类型较多时，有可能造成工厂逻辑过于复杂，不利于系统的扩展和维护工厂类违背了开闭原则

1.5 使用场景

工厂类复杂创建的对象比较少客户端不关心对象创建，不关心功能实现细节，只需要知道对象创建的类型

2. 工厂方法模式

2.1 定义

工厂方法模式(Factory Methon Pattern) 又称工厂模式，也叫虚拟构造器(Virtual Constructor)模式或者多态工厂(Polymorphic Factory)模式，它属于创建型模式。在工厂方法模式中，工厂父类负责定义创建产品对象的工接口，而工厂子类则负责生成具体的产品对象，这样做的目的是将产品类的实例化操作延迟到工厂子类中完成，即通过工厂子类来确定究竟应该实例化哪一个具体产品

2.2 结构

Product: 抽象产品ConcreteProduct：具体产品Factory：抽象工厂ConcreteFactory：具体工厂

2.3 场景案例

通过工厂方法模式实现一个计算器的程序，需要完成两个数字的加减乘除操作

计算器设计类图：

实现代码：

design_mode/src/main/java/com/nongminggong/factory/method at liuyu · constantRAIN/design_mode

客服端调用代码：

public class OperationClient {public static void main(String[] args) {OperationNumber operationNumber = new OperationNumber(10, 5);// 加法OperationFactory operationAddFactory = new OperationAddFactory();Operation operationAdd = operationAddFactory.createOperation();double addResult = operationAdd.operate(operationNumber);System.out.println("加法结果" + addResult);// 减法OperationFactory operationSubFactory = new OperationSubFactory();Operation operationSub = operationSubFactory.createOperation();double subResult = operationSub.operate(operationNumber);System.out.println("减法结果" + subResult);// 乘法OperationFactory operationMulFactory = new OperationMulFactory();Operation operationMul = operationMulFactory.createOperation();double mulResult = operationMul.operate(operationNumber);System.out.println("乘法结果" + mulResult);// 除法OperationFactory operationDivFactory = new OperationDivFactory();Operation operationDiv = operationDivFactory.createOperation();double divResult = operationDiv.operate(operationNumber);System.out.println("除法结果" + divResult);}}

执行结果：

2.4 优缺点

优点：

包括简单工厂的所有优点遵循了开闭原则

缺点：

增加了类的个数，在一定程度上提升了系统的复杂度客服端在使用的时候需要指定对应的工厂才能完成对象的创建

2.5 使用场景

工厂方法模式是简单工厂的一种推广和抽象，提高了工厂的扩展性

客服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，具体工厂就会完成具体的实例创建对于抽象工厂类只需要提供一个创建产品的接口，由其子类来确定具体要创建的对象，利用面向对象的多态性和里式替换原则原则，在程序运行是，子类对象覆盖父类对象，从而是的系统更容易扩展

3. 抽象工厂模式

3.1 定义

抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern): 提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定他们具体的类。抽象工厂模式又称为Kit模式，属于对象创建型模式

3.2 结构

Factory: 抽象工厂

ConcreteFactory：具体工厂

Product和Product2：抽象产品

ConcreteProdcut1和ConcreteProduct2：具体产品

3.3 场景案例

通过sqlServer和Access完成创建用户、查询用户和创建员工、查询员工的功能

场景类图：

实现代码：

design_mode/src/main/java/com/nongminggong/factory/abstracts at liuyu · constantRAIN/design_mode

客户端代码：

public class OperationClient {public static void main(String[] args) {AbstractFactory sqlServerFactory = new SqlServerFactory();UserService sqlServerUser = sqlServerFactory.createUser();sqlServerUser.insert(new User());sqlServerUser.getUser();DepartmentService sqlServerDepartment = sqlServerFactory.createDepartment();sqlServerDepartment.insert(new Department());sqlServerDepartment.getDepartment();AbstractFactory accessFactory = new AccessFactory();UserService accessUser = accessFactory.createUser();accessUser.insert(new User());accessUser.getUser();DepartmentService accessDepartment = accessFactory.createDepartment();accessDepartment.insert(new Department());accessDepartment.getDepartment();}}

执行结果：

3.4 优缺点

优点：

抽象工厂模式隔离了具体类的生成，使得客户并不需要知道什么被创建。由于这种隔离，更换一个具体工厂就变得相对容易。所有的具体工厂都实现了抽象工厂中定义的那些公共接口，因此只需改变具体工厂的实例，就可以在某种程度上改变整个软件系统的行为。另外，应用抽象工厂模式可以实现高内聚低耦合的设计目的，因此抽象工厂模式得到了广泛的应用。当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能够保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。这对一些需要根据当前环境来决定其行为的软件系统来说，是一种非常实用的设计模式。增加新的具体工厂和产品族很方便，无须修改已有系统，符合“开闭原则”。

缺点：

在添加新的产品对象时，难以扩展抽象工厂来生产新种类的产品，这是因为在抽象工厂角色中规定了所有可能被创建的产品集合，要支持新种类的产品就意味着要对该接口进行扩展，而这将涉及到对抽象工厂角色及其所有子类的修改，显然会带来较大的不便。开闭原则的倾斜性（增加新的工厂和产品族容易，增加新的产品等级结构麻烦）。

3.5 使用场景

一个系统不应当依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达的细节，这对于所有类型的工厂模式都是重要的。系统中有多于一个的产品族，而每次只使用其中某一产品族。属于同一个产品族的产品将在一起使用，这一约束必须在系统的设计中体现出来。系统提供一个产品类的库，所有的产品以同样的接口出现，从而使客户端不依赖于具体实现。