设计模式三：工厂模式

news2025/1/16 5:12:57

工厂模式包括简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式，其中后两者属于23中设计模式

各种模式中共同用到的实体对象类：

//汽车类：宝马X3/X5/X7；发动机类：B48TU、B48
    
//宝马汽车接口
public interface BMWCar {
    void show();
}

//发动机接口
public interface Engine {
    void show();
}

//宝马X3
public class BMWX3 implements BMWCar {
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("华晨宝马X3：39.96-48.69万");
    }
}

//宝马X5
public class BMWX5 implements BMWCar {
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("华晨宝马X5：58.75-80万");
    }
}

//宝马X7
public class BMWX7 implements BMWCar {
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("华晨宝马X3：89.35-102.25万");
    }
}

//B48TU发动机
public class B48TUEngine implements Engine {
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("B48TU：涡轮增压 压缩比 11:1");
    }
}

//B48发动机
public class B48Engine implements Engine {
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("B48：涡轮增压 压缩比 10.2:1");
    }
}

1、简单工厂模式

  • 模型

​ 用户只需要使用汽车生产工厂，告诉其想要生产的车型，具体生产细节不需要了解即可得到希望车型
在这里插入图片描述

  • 实现
//简单工厂类
public class BMWCarFactory {
    public static BMWCar buy(String carName){
        switch (carName){
            case "BMWX5":
                return new BMWX5();
            case "BMWX3":
                return new BMWX3();
            default:
                return null;
        }
    }
}

//测试
public class Consumer {
    public static void main(String[] args) {
        BMWCar bmwCar = BMWCarFactory.buy("BMWX5");
        if (bmwCar == null){
            System.out.println("无该车型");
        }
        assert bmwCar != null;
        bmwCar.show();
    }
}

简单工厂模式：

再添加一个宝马产品，就要修改factory类

1、使用进阶版简单工厂模式

2、使用工厂方法模式，即有自工厂生产对应车型，X5由X5Factory生产，X3由X3Factory生产，在添加一种车型，则对应添加一个工厂类型

简单工厂模式适用于的场景：

1、适用 于工厂类负责创建的对象较少的场景，

2、且客户端只需要传入工厂类的参数，对于如何创 建对象的逻辑不需要关心。

简单工厂模式缺点：

1、工厂类的职业相对过重，增加新的产品时需要修改工厂类的判断逻辑，违背开闭原则

2、不易于扩展过于复杂的产品结构

2、进阶版简单工厂模式

//工厂类
public class BMWFactory {
    public static <T> T buy(Class<T> clazz){
        try {
            return clazz.newInstance();
        } catch (Exception e) {
            return null;
        }
    }
}

//测试
public class Consumer {
    public static void main(String[] args) {
        BMWCar newCar = BMWFactory.buy(BMWX3.class);
        if (newCar == null){
            System.out.println("无该车型");
        }
        newCar.show();
    }
}

3、工厂方法模式

  • 模型
    在这里插入图片描述
//宝马工厂接口
public interface BMWCarFactory {
    BMWCar buy();
}

//BMWX3工厂
public class BMWX3CarFactory implements BMWCarFactory {
    @Override
    public BMWCar buy() {
        //可在这里做一定处理，对客户不可见，即对客户是透明的
        //......
        return new BMWX3();
    }
}

//BMWX5工厂
public class BMWX5CarFactory implements BMWCarFactory {
    @Override
    public BMWCar buy() {
        //可在这里做一定处理，对客户不可见，即对客户是透明的
        //......
        return new BMWX5();
    }
}

//BMWX7工厂
public class BMWX7CarFactory implements BMWCarFactory {
    @Override
    public BMWCar buy() {
        //可在这里做一定处理，对客户不可见，即对客户是透明的
        //......
        return new BMWX7();
    }
}

//测试
public class Consumer {
    public static void main(String[] args) {
        BMWCar bmwCar = BMWCarFactory.buy("BMWX5");
        if (bmwCar == null){
            System.out.println("无该车型");
        }
        assert bmwCar != null;
        bmwCar.show();
    }
}

工厂方法模式的适用场景：

1、创建对象需要大量重复的代码

2、客户端（应用层）不依赖于产品类实例如何被创建、实现等细节，一个类通过其子类来指定创建哪个对象。

工厂方法模式的优点：

1、用户只关系所需产品对应的工厂，无须关心创建细节。

2、加入新产品符合开闭原则，提高了系统的可扩展性。

工厂方法模式的缺点：

1、类的个数容易过多，增加了代码结构的复杂度。

2、增加了系统的抽象性和理解难度。

工厂方法模式：

如果处了汽车之外，新增加发动机产品 B48TU发动机(X5搭载) 和 B48发动机(X3搭载)

那么需要新增发动机工厂接口、B48TU工厂、B48工厂、发动机接口、B48TU发动机、B48发动机

如下图所示
在这里插入图片描述

4、抽象工厂模式

  • 模型

在这里插入图片描述

  • 实现
//宝马工厂接口
public interface BMWFactory {
    BMWCar buyCar();
    Engine buyEngine();
}

//宝马X3工厂
public class BMWX3Factory implements BMWFactory {
    @Override
    public BMWCar buyCar() {
        return new BMWX3();
    }

    @Override
    public Engine buyEngine() {
        return new B48Engine();
    }
}

//宝马X5工厂
public class BMWX5Factory implements BMWFactory {
    @Override
    public BMWCar buyCar() {
        return new BMWX5();
    }

    @Override
    public Engine buyEngine() {
        return new B48TUEngine();
    }
}

//测试
public class Consumer {
    public static void main(String[] args) {
        BMWFactory factory = new BMWX3Factory();

        factory.buyCar().show();
        factory.buyEngine().show();
    }
}

抽象工厂模式：

将不同种类，同一等级的类放在一个工厂加工

但是新增产品时需要修改工厂类

抽象工厂模式使用场景：

1、客户端（应用层）不依赖于产品类实例如何被创建，实现等细节。

2、强调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。

3、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的实现。

抽象工厂模式优点：

1、具体产品在应用层代码隔离，无须关系创建细节。

2、将一个系列的产品族统一到一起创建。

抽象工厂模式缺点：

1、规定了所有可能被创建的产品集合，产品族中扩展新的产品困难，需要修改抽象工厂的接口。

2、增加了系统的抽象性和理解难度。

5、spring中的工厂模式

Calendar.getInstance()   //简单工厂模式
LoggerFactory、BeanFactory、FactoryBean   //工厂方法模式
Calendar
if (aLocale.hasExtensions()) {
    String caltype = aLocale.getUnicodeLocaleType("ca");
    if (caltype != null) {
        switch (caltype) {
            case "buddhist":
                cal = new BuddhistCalendar(zone, aLocale);
                break;
            case "japanese":
                cal = new JapaneseImperialCalendar(zone, aLocale);
                break;
            case "gregory":
                cal = new GregorianCalendar(zone, aLocale);
                break;
        }
    }
}
BeanFactory
public class TestBeanFactory {

    public static void main(String[] args) {
        DefaultListableBeanFactory beanFactory = new DefaultListableBeanFactory();
        // bean 的定义（class, scope, 初始化, 销毁）
        AbstractBeanDefinition beanDefinition =
                BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(Config.class).setScope("singleton").getBeanDefinition();
        beanFactory.registerBeanDefinition("config", beanDefinition);

        // 给 BeanFactory 添加一些常用的后处理器
        AnnotationConfigUtils.registerAnnotationConfigProcessors(beanFactory);

        beanFactory.getBeansOfType(BeanFactoryPostProcessor.class).values().forEach(beanFactoryPostProcessor -> {
            beanFactoryPostProcessor.postProcessBeanFactory(beanFactory);
        });

        // 打印BeanFactory中Bean
        for (String name : beanFactory.getBeanDefinitionNames()) {
            System.out.println(name);
        }
    }

    @Configuration
    static class Config {
        @Bean
        public Bean1 bean1() {
            return new Bean1();
        }

        @Bean
        public Bean2 bean2() {
            return new Bean2();
        }
    }

    static class Bean1 {
        private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(Bean1.class);

        public Bean1() {
            log.debug("构造 Bean1()");
        }

        @Autowired
        private Bean2 bean2;

        public Bean2 getBean2() {
            return bean2;
        }
    }

    static class Bean2 {
        private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(Bean2.class);

        public Bean2() {
            log.debug("构造 Bean2()");
        }
    }
}

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