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          鍍金池/ 教程/ Java/ 工廠(chǎng)方法模式
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          訪(fǎng)問(wèn)者模式討論篇:java的動(dòng)態(tài)綁定與雙分派
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          工廠(chǎng)方法模式

          定義:定義一個(gè)用于創(chuàng )建對象的接口,讓子類(lèi)決定實(shí)例化哪一個(gè)類(lèi),工廠(chǎng)方法使一個(gè)類(lèi)的實(shí)例化延遲到其子類(lèi)。

          類(lèi)型:創(chuàng )建類(lèi)模式

          類(lèi)圖:

          !http://wiki.jikexueyuan.com/project/java-design-pattern/images/factory-pattern-1.gif" alt="factory" />

          工廠(chǎng)方法模式代碼

              interface IProduct {
                  public void productMethod();
              }
          
              class Product implements IProduct {
                  public void productMethod() {
                      System.out.println("產(chǎn)品");
                  }
              }
          
              interface IFactory {
                  public IProduct createProduct();
              }
          
              class Factory implements IFactory {
                  public IProduct createProduct() {
                      return new Product();
                  }
              }
          
              public class Client {
                  public static void main(String[] args) {
                      IFactory factory = new Factory();
                      IProduct prodect = factory.createProduct();
                      prodect.productMethod();
                  }
              }

          工廠(chǎng)模式:

          首先需要說(shuō)一下工廠(chǎng)模式。工廠(chǎng)模式根據抽象程度的不同分為三種:簡(jiǎn)單工廠(chǎng)模式(也叫靜態(tài)工廠(chǎng)模式)、本文所講述的工廠(chǎng)方法模式、以及抽象工廠(chǎng)模式。工廠(chǎng)模式是編程中經(jīng)常用到的一種模式。它的主要優(yōu)點(diǎn)有:

          • 可以使代碼結構清晰,有效地封裝變化。在編程中,產(chǎn)品類(lèi)的實(shí)例化有時(shí)候是比較復雜和多變的,通過(guò)工廠(chǎng)模式,將產(chǎn)品的實(shí)例化封裝起來(lái),使得調用者根本無(wú)需關(guān)心產(chǎn)品的實(shí)例化過(guò)程,只需依賴(lài)工廠(chǎng)即可得到自己想要的產(chǎn)品。
          • 對調用者屏蔽具體的產(chǎn)品類(lèi)。如果使用工廠(chǎng)模式,調用者只關(guān)心產(chǎn)品的接口就可以了,至于具體的實(shí)現,調用者根本無(wú)需關(guān)心。即使變更了具體的實(shí)現,對調用者來(lái)說(shuō)沒(méi)有任何影響。
          • 降低耦合度。產(chǎn)品類(lèi)的實(shí)例化通常來(lái)說(shuō)是很復雜的,它需要依賴(lài)很多的類(lèi),而這些類(lèi)對于調用者來(lái)說(shuō)根本無(wú)需知道,如果使用了工廠(chǎng)方法,我們需要做的僅僅是實(shí)例化好產(chǎn)品類(lèi),然后交給調用者使用。對調用者來(lái)說(shuō),產(chǎn)品所依賴(lài)的類(lèi)都是透明的。

          工廠(chǎng)方法模式:

          通過(guò)工廠(chǎng)方法模式的類(lèi)圖可以看到,工廠(chǎng)方法模式有四個(gè)要素:

          • 工廠(chǎng)接口。工廠(chǎng)接口是工廠(chǎng)方法模式的核心,與調用者直接交互用來(lái)提供產(chǎn)品。在實(shí)際編程中,有時(shí)候也會(huì )使用一個(gè)抽象類(lèi)來(lái)作為與調用者交互的接口,其本質(zhì)上是一樣的。
          • 工廠(chǎng)實(shí)現。在編程中,工廠(chǎng)實(shí)現決定如何實(shí)例化產(chǎn)品,是實(shí)現擴展的途徑,需要有多少種產(chǎn)品,就需要有多少個(gè)具體的工廠(chǎng)實(shí)現。
          • 產(chǎn)品接口。產(chǎn)品接口的主要目的是定義產(chǎn)品的規范,所有的產(chǎn)品實(shí)現都必須遵循產(chǎn)品接口定義的規范。產(chǎn)品接口是調用者最為關(guān)心的,產(chǎn)品接口定義的優(yōu)劣直接決定了調用者代碼的穩定性。同樣,產(chǎn)品接口也可以用抽象類(lèi)來(lái)代替,但要注意最好不要違反里氏替換原則。
          • 產(chǎn)品實(shí)現。實(shí)現產(chǎn)品接口的具體類(lèi),決定了產(chǎn)品在客戶(hù)端中的具體行為。

          前文提到的簡(jiǎn)單工廠(chǎng)模式跟工廠(chǎng)方法模式極為相似,區別是:簡(jiǎn)單工廠(chǎng)只有三個(gè)要素,他沒(méi)有工廠(chǎng)接口,并且得到產(chǎn)品的方法一般是靜態(tài)的。因為沒(méi)有工廠(chǎng)接口,所以在工廠(chǎng)實(shí)現的擴展性方面稍弱,可以算所工廠(chǎng)方法模式的簡(jiǎn)化版,關(guān)于簡(jiǎn)單工廠(chǎng)模式,在此一筆帶過(guò)。

          適用場(chǎng)景:

          不管是簡(jiǎn)單工廠(chǎng)模式,工廠(chǎng)方法模式還是抽象工廠(chǎng)模式,他們具有類(lèi)似的特性,所以他們的適用場(chǎng)景也是類(lèi)似的。

          首先,作為一種創(chuàng )建類(lèi)模式,在任何需要生成復雜對象的地方,都可以使用工廠(chǎng)方法模式。有一點(diǎn)需要注意的地方就是復雜對象適合使用工廠(chǎng)模式,而簡(jiǎn)單對象,特別是只需要通過(guò)new就可以完成創(chuàng )建的對象,無(wú)需使用工廠(chǎng)模式。如果使用工廠(chǎng)模式,就需要引入一個(gè)工廠(chǎng)類(lèi),會(huì )增加系統的復雜度。

          其次,工廠(chǎng)模式是一種典型的解耦模式,迪米特法則在工廠(chǎng)模式中表現的尤為明顯。假如調用者自己組裝產(chǎn)品需要增加依賴(lài)關(guān)系時(shí),可以考慮使用工廠(chǎng)模式。將會(huì )大大降低對象之間的耦合度。

          再次,由于工廠(chǎng)模式是依靠抽象架構的,它把實(shí)例化產(chǎn)品的任務(wù)交由實(shí)現類(lèi)完成,擴展性比較好。也就是說(shuō),當需要系統有比較好的擴展性時(shí),可以考慮工廠(chǎng)模式,不同的產(chǎn)品用不同的實(shí)現工廠(chǎng)來(lái)組裝。

          典型應用

          要說(shuō)明工廠(chǎng)模式的優(yōu)點(diǎn),可能沒(méi)有比組裝汽車(chē)更合適的例子了。場(chǎng)景是這樣的:汽車(chē)由發(fā)動(dòng)機、輪、底盤(pán)組成,現在需要組裝一輛車(chē)交給調用者。假如不使用工廠(chǎng)模式,代碼如下:

              class Engine {
                  public void getStyle(){
                      System.out.println("這是汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機");
                  }
              }
              class Underpan {
                  public void getStyle(){
                      System.out.println("這是汽車(chē)的底盤(pán)");
                  }
              }
              class Wheel {
                  public void getStyle(){
                      System.out.println("這是汽車(chē)的輪胎");
                  }
              }
              public class Client {
                  public static void main(String[] args) {
                      Engine engine = new Engine();
                      Underpan underpan = new Underpan();
                      Wheel wheel = new Wheel();
                      ICar car = new Car(underpan, wheel, engine);
                      car.show();
                  }
              }

          可以看到,調用者為了組裝汽車(chē)還需要另外實(shí)例化發(fā)動(dòng)機、底盤(pán)和輪胎,而這些汽車(chē)的組件是與調用者無(wú)關(guān)的,嚴重違反了迪米特法則,耦合度太高。并且非常不利于擴展。另外,本例中發(fā)動(dòng)機、底盤(pán)和輪胎還是比較具體的,在實(shí)際應用中,可能這些產(chǎn)品的組件也都是抽象的,調用者根本不知道怎樣組裝產(chǎn)品。假如使用工廠(chǎng)方法的話(huà),整個(gè)架構就顯得清晰了許多。

              interface IFactory {
                  public ICar createCar();
              }
              class Factory implements IFactory {
                  public ICar createCar() {
                      Engine engine = new Engine();
                      Underpan underpan = new Underpan();
                      Wheel wheel = new Wheel();
                      ICar car = new Car(underpan, wheel, engine);
                      return car;
                  }
              }
              public class Client {
                  public static void main(String[] args) {
                      IFactory factory = new Factory();
                      ICar car = factory.createCar();
                      car.show();
                  }
              }

          使用工廠(chǎng)方法后,調用端的耦合度大大降低了。并且對于工廠(chǎng)來(lái)說(shuō),是可以擴展的,以后如果想組裝其他的汽車(chē),只需要再增加一個(gè)工廠(chǎng)類(lèi)的實(shí)現就可以。無(wú)論是靈活性還是穩定性都得到了極大的提高。

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