分析简单工厂模式之前,有必要先了解一下OO的一些原则
1.OCP(开闭原则,Open-Closed Principle):一个软件的实体应当对扩展开放,对修改关闭。也就是说,对于一个已有的软件,如果需要扩展,应当在不需修改 已有代码的基础上进行。 2.DIP(依赖倒转原则,Dependence Inversion Principle):要针对接口编程,不要针对实现编程。简单点说,对于不同层次的编程,高层次暴露给低层次 的应当只是接口,而不是它的具体类。 3.LoD(迪米特法则,Law of Demeter):只与你直接的朋友通信,而避免和陌生人通信。一、模式定义
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(同属于创建型模式的还有工厂方法模式,抽象工厂模式,单例模式,建造者模式)。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。
二、模式结构
从上图可以看出,简单工厂模式由三部分组成:具体工厂、具体产品和抽象产品。
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工厂类(Creator)角色:担任这个角色的是简单工厂模式的核心,含有与应用紧密相关的商业逻辑。工厂类在客户端的直接调用下创建产品对象,它往往由一个具体Java类实现。
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抽象产品(AbstractProduct)角色:担任这个角色的类是由简单工厂模式所创建的对象的父类,或它们共同拥有的接口。抽象产品角色可以用一个Java接口或者Java抽象类实现。
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具体产品(ConcreteProduct)角色:简单工厂模式所创建的任何对象都是这个角色的实例,具体产品角色由一个具体Java类实现。
三、模式动机
使用简单工厂模式可以将产品的“消费”和生产完全分开,客户端只需要知道自己需要什么产品,如何来使用产品就可以了,具体的产品生产任务由具体的工厂类来实现。工厂类根据传进来的参数生产具体的产品供消费者使用。这种模式使得更加利于扩展,当有新的产品加入时仅仅需要在工厂中加入新产品的构造就可以了。
四、代码实例
例子:麻雀,大雁,鸽子都可以飞,而这些都属于鸟类
创建了一个新的类Bird,作为所有鸟的父类,定义了一个抽象的fly方法,具体的实现由子类来实现。
package com.wzy.cainiao;public abstract class Bird { abstract void fly();}
这是改进后的Sparrows类实现了父类的fly方法。
package com.wzy.cainiao;public class Sparrows extends Bird{ public Sparrows(){ System.out.println("Create some Sparrows"); } public void fly(){ System.out.println("Sparrows can fly"); }}
以此类推,大雁和鸽子一样的写法。
客户端代码:
package com.wzy.cainiao;public class Main { public static void main(String[] args) { //麻雀可以飞 Bird bird = new Sparrows(); //飞行 bird.fly(); }}
这个方案看似完美但其实还是存在巨大的隐患。我提供对的实例是比较简单的,但实际应用中创建对象时可能不是一句话就能解决的事,比如创建麻雀时需要麻雀的种类,生活地带,羽毛颜色,并且尺寸可能是由一系列复杂的运算计算出来的,所以如果把创建对象的任务放到客户端中,就是使客户端显得非常的臃肿,所以我们可以借助简单工厂模式进行改进。
我们创建一个工厂类,这个工厂类专门负责建造各种鸟类,代码如下:
package com.wzy.simplefactory;public class Fly{ public static Bird getBird(String type) throws Exception{ if(type.equals("Sparrows")){ return new Sparrows(); }else if(type.equals("Goose")){ return new Goose(); }else if(type.equals("Pigeon")){ return new Pigeon(); }else{ throw new Exception(); } }}
各种鸟的类还是不变,这里不再贴出代码,此时的客户端发生了变化。
package com.wzy.simplefactory;public class Main { public static void main(String[] args) throws Exception { //麻雀在飞 Bird bird = Fly.getBird("Sparrows"); //飞 bird.fly(); }}
在上面的那个例子中,Fly类就是我们说的工厂,他用if-else语句来判断需要创建什么类型的对象(当然也可以使用switch语句),这就是我们一直说的简单工厂模式。
五、模式优点
- 工厂类含有必要的判断逻辑,可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例,客户端可以免除直接创建产品对象的责任,而仅仅“消费”产品;简单工厂模式通过这种做法实现了对责任的分割,它提供了专门的工厂类用于创建对象。
- 客户端无须知道所创建的具体产品类的类名,只需要知道具体产品类所对应的参数即可,对于一些复杂的类名,通过简单工厂模式可以减少使用者的记忆量。
- 通过引入配置文件,可以在不修改任何客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类,在一定程度上提高了系统的灵活性。
- 当需要引入新的产品是不需要修改客户端的代码,只需要添加相应的产品类并修改工厂类就可以了,所以说从产品的角度上简单工厂模式是符合“开-闭”原则的。
六、模式缺点
- 由于工厂类集中了所有产品创建逻辑,工厂类一般被我们称作“全能类”或者“上帝类”,因为所有的产品创建他都能完成,这看似是好事,但仔细想想是有问题的。比如全国上下所有的事情都有国家主义一个人干会不会有问题,当然有!一旦不能正常工作,整个系统都要受到影响。
- 使用简单工厂模式将会增加系统中类的个数,在一定程序上增加了系统的复杂度和理解难度。
- 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。所以说从工厂的角度来说简单工厂模式是不符合“开-闭”原则的。
- 简单工厂模式由于使用了静态工厂方法,造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。
七、适用场景
在以下情况下可以使用简单工厂模式:
1、工厂类负责创建的对象比较少:由于创建的对象较少,不会造成工厂方法中的业务逻辑太过复杂。
2、客户端只知道传入工厂类的参数,对于如何创建对象不关心:客户端既不需要关心创建细节,甚至连类名都不需要记住,只需要知道类型所对应的参数。
八、模式在JDK中的应用
JDK类库中广泛使用了简单工厂模式,如工具类java.text.DateFormat,它用于格式化一个本地日期或者时间。
public final static DateFormat getDateInstance();public final static DateFormat getDateInstance(int style);public final static DateFormat getDateInstance(int style,Localelocale);