526互联

设计模式-创建型-工厂模式

发布时间 2023-08-31 23:45:33作者: JavaCoderPan

工厂模式

Spring中使用到的工厂模式就是BeanFactory

1、简单工厂模式

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）是指由一个工厂对象决定创建哪一种产品类的实例

简单工厂模式适用于工厂类负责创建的对象较少的场景，且客户端只需要传入工厂类的参数，对于如何创建对象不需要关心。

1.1、简单工厂案例

定义一个Icourse接口：

/**
 * ICourse接口
 * @author ss_419
 */
public interface ICourse {
    /** 录制视频 **/
    public void record();
}

创建一个 Java 课程的实现 JavaCourse 类：

/**
 * TODO
 *
 * @author ss_419
 * @version 1.0
 * @date 2023/8/31 15:56
 */
public class JavaCourse implements ICourse{
    @Override
    public void record() {
        System.out.println("录制Java课程。。。。。。");
    }
}

客户端测试代码如下：

    /**
     * 原始的调用方法
     */
    @Test
    public void demo1(){
        // 通过向上转型调用代码
        ICourse course = new JavaCourse();
        course.record();
    }

在上面的代码中，父类 ICourse 指向子类 JavaCourse 的引用，应用层代码需要依赖 JavaCourse，如果业务扩展，继续增加 PythonCourse 甚至更多课程，那么客户端的依赖会变得越来越臃肿。

增加课程类 PythonCourse：

/**
 * TODO
 *
 * @author ss_419
 * @version 1.0
 * @date 2023/8/31 16:00
 */
public class PythonCourse implements ICourse{
    @Override
    public void record() {
        System.out.println("录制Python课程。。。。。。");
    }
}

创建简单工厂类 CourseFactory：

/**
 * TODO 简单工厂-根据名称创建实例
 *
 * @author ss_419
 * @version 1.0
 * @date 2023/8/31 16:01
 */
public class CourseFactory {
    public ICourse create(String name){
        if ("java".equals(name)){
            return new JavaCourse();
        }else if ("python".equals(name)){
            return new PythonCourse();
        }else {
            return null;
        }
    }
}

修改客户端调用方式：

    /**
     * 加入工厂类之后的调用方法
     */
    @Test
    public void demo2(){
        CourseFactory factory = new CourseFactory();
        ICourse java = factory.create("java");
        java.record();
        System.out.println("================================================");
        ICourse python = factory.create("python");
        python.record();
    }

对简单工厂类进行优化，使用反射机制：

/**
 * TODO 通过反射实现的工厂
 *
 * @author ss_419
 * @version 1.0
 * @date 2023/8/31 16:05
 */
public class ReflectionCourseFactory {
    public ICourse create(String className){
        try{
            if (!(null == className || "".equals(className))){
                // 根据类名反射创建对象
                return (ICourse) Class.forName(className).newInstance();
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        // 没有传入类的名字，或者反射没有找到这个类
        return null;
    }
}

反射实现简单工厂，客户端调用方式：

    /**
     * 反射工厂测试
     */
    @Test
    public void demo3(){
        ReflectionCourseFactory reflectionCourseFactory = new ReflectionCourseFactory();
        ICourse javaCourse =
                // 工厂创建参数传入全限定类名
                reflectionCourseFactory.create("org.pp.my.design_pattern.create.factory1.simple_factory.JavaCourse");
        javaCourse.record();
    }

这里优化之后，方法参数是字符串，还需要强制转型：

/**
     * 不需要进行转型的反射工厂
     * @return
     */
    public ICourse createClazz(Class<? extends ICourse>  clazz){
        try{
            if (null != clazz){
                return clazz.newInstance();
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

优化客户端代码：

    /**
     * 不需要转型的工厂测试
     */
    @Test
    public void demo4(){
        ReflectionCourseFactory reflectionCourseFactory = new ReflectionCourseFactory();
        // 这样就只需要直接传入ICourse实现类的类类型，就可以构建这个类的对象
        ICourse java = reflectionCourseFactory.createClazz(JavaCourse.class);
        java.record();
    }

2、工厂方法模式

工厂方法模式（Factory Method Pattern）是指定一个创建对象的接口，但让实现这个接口的类来决定实例化那个类，工厂方法模式让类的实例化推迟到子类中进行。

在工厂方法模式中用户只需要关心所需产品对应的工厂，无须关心创建细节，而且加入新产品时符合开闭原则。

2.1、工厂方法案例

创建课程接口：

/**
 * ICourse接口
 * @author ss_419
 */
public interface ICourse {
    /**
     * 录制视频
     */
    public void record();
}

创建 ICourseFactory 接口：

/**
 * 对工厂本身进行抽象
 */
public interface ICourseFactory {
    /**
     * 工厂方法-创建课程
     * @return
     */
    ICourse create();
}

再分别创建子工厂，JavaCourseFactory：

/**
 * TODO 工厂方法-创建子工厂
 *
 * @author ss_419
 * @version 1.0
 * @date 2023/8/31 16:21
 */
public class JavaCourseFactory implements ICourseFactory{
    @Override
    public ICourse create() {
        return new JavaCourse();
    }
}

PythonCourseFactory：

/**
 * TODO
 *
 * @author ss_419
 * @version 1.0
 * @date 2023/8/31 16:22
 */
public class PythonCourseFactory implements ICourseFactory{
    @Override
    public ICourse create() {
        return new PythonCourse();
    }
}

客户端测试代码：

public class FactoryMethodTest {

    @Test
    public void test1(){
        // 创建一个工厂抽象类 --> python
        ICourseFactory factory = new PythonCourseFactory();
        ICourse course = factory.create();
        course.record();

        // 更换工厂 --> java
        factory = new JavaCourseFactory();
        course = factory.create();
        course.record();
    }
}

工厂方法模式适用于以下场景：

  • 创建对象需要大量重复的代码

  • 客户端（应用层）不依赖于产品实例如何被创建、如何被实现的细节

  • 一个类通过子类来指定创建哪个对象

3、抽象工厂模式

抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是指提供一个创建一系列相关或一系列相互依赖对象的接口，无须指定它们的具体类。

客户端（应用层）不依赖于产品实例如何被创建、如何被实现等细节，强调的是一系列相关的产品对象（属于同一产品族）一起使用创建对象需要大量重复的代码

对接口进行两次抽象

3.1、抽象工厂案例

创建接口：

/**
 * 视频接口
 * @author ss_419
 */
public interface IVideo {
    public void record();
}

/**
 * 课堂笔记接口
 * @author ss_419
 */
public interface INote {
    public void edit();
}

创建 一个抽象工厂类 CourseFactory：

/**
 * 抽象工厂类
 * 抽象工厂类是用户的主入口
 * 是Spring中应用得最广泛的一种设计模式，易于扩展
 * @author ss_419
 */
public interface CourseFactory {
    INote createNote();

    IVideo createVideo();

}

创建 Java 产品族的 Java 视频类 JavaVideo：

public class JavaVideo implements IVideo{
    @Override
    public void record() {
        System.out.println("录制Java视频");
    }
}

扩展产品等级 Java 课堂笔记类 JavaNote：

public class JavaNote implements INote{
    @Override
    public void edit() {
        System.out.println("编写Java笔记");
    }
}

创建 Java 产品族的具体工厂，JavaCourseFactory：

/**
 * TODO 创建Java产品族的具体工厂
 *
 * @author ss_419
 * @version 1.0
 * @date 2023/8/31 16:38
 */
public class JavaCourseFactory implements CourseFactory{
    @Override
    public INote createNote() {
        return new JavaNote();
    }

    @Override

创建 Python 产品的 Python 视频类 PythonVideo：

public class PythonVideo implements IVideo{
    @Override
    public void record() {
        System.out.println("录制python视频");
    }
}

创建 Python 产品的 Python 笔记类 PythonNote：

public class PythonNote implements INote{
    @Override
    public void edit() {
        System.out.println("编写Python笔记");
    }
}

创建 Python 产品族的具体工厂 PythonCourseFactory：

public class PythonCourseFactory implements CourseFactory{
    @Override
    public INote createNote() {
        return new PythonNote();
    }

    @Override
    public IVideo createVideo() {
        return new PythonVideo();
    }
}

客户端调用代码：

public class AbsFactoryTest {

    @Test
    public void test1(){
        CourseFactory courseFactory = new JavaCourseFactory();
        INote javaNote = courseFactory.createNote();
        javaNote.edit();
        IVideo javaVideo = courseFactory.createVideo();
        javaVideo.record();
        System.out.println("=====更换工厂======");
        // 更换工厂
        courseFactory = new PythonCourseFactory();
        INote note = courseFactory.createNote();
        note.edit();
        IVideo video = courseFactory.createVideo();
        video.record();

    }
}

文章参考：Spring 5 核心原理与 30 个类手写实战「Tom 著」