【设计模式】创建型模式·工厂模式

news2024/11/29 10:37:43

设计模式学习之旅(四)
查看更多可关注后查看主页设计模式DayToDay专栏

一.引子

需求：设计一个咖啡店点餐系统。

设计一个咖啡类（Coffee），并定义其两个子类（美式咖啡【AmericanCoffee】和拿铁咖啡【LatteCoffee】）；再设计一个咖啡店类（CoffeeStore），咖啡店具有点咖啡的功能。

具体类的设计如下：
在这里插入图片描述
在java中，万物皆对象，这些对象都需要创建，如果创建的时候直接new该对象，就会对该对象耦合严重，假如我们要更换对象，所有new对象的地方都需要修改一遍，这显然违背了软件设计的开闭原则。如果我们使用工厂来生产对象，我们就只和工厂打交道就可以了，彻底和对象解耦，如果要更换对象，直接在工厂里更换该对象即可，达到了与对象解耦的目的；所以说，工厂模式最大的优点就是：解耦。

在本篇中会介绍三种工厂的使用

  • 简单工厂模式（不属于GOF的23种经典设计模式）
  • 工厂方法模式
  • 抽象工厂模式

二.简单工厂模式

简单工厂不是一种设计模式，反而比较像是一种编程习惯。

(1) 结构

简单工厂包含如下角色：

  • 抽象产品 ：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能。
  • 具体产品 ：实现或者继承抽象产品的子类
  • 具体工厂 ：提供了创建产品的方法，调用者通过该方法来获取产品。

(2) 实现

现在使用简单工厂对上面案例进行改进，类图如下：
在这里插入图片描述

工厂类代码如下：

public class SimpleCoffeeFactory {

    public Coffee createCoffee(String type) {
        Coffee coffee = null;
        if("americano".equals(type)) {
            coffee = new AmericanoCoffee();
        } else if("latte".equals(type)) {
            coffee = new LatteCoffee();
        }
        return coffee;
    }
}

(3) 优缺点

优点：

封装了创建对象的过程，可以通过参数从工厂中直接获取对象。把对象的创建和业务逻辑层分开，这样以后就避免了修改客户代码，如果要实现新产品直接修改工厂类，而不需要在原代码中修改，这样就降低了客户代码修改的可能性，更加容易扩展。

缺点：

产生了新的耦合并且增加新产品时还是需要修改工厂类的代码，违背了“开闭原则”。

(4) 扩展

静态工厂

在开发中也有一部分人将工厂类中的创建对象的功能定义为静态的，这个就是静态工厂模式，它也不是23种设计模式中的。代码如下：

public class SimpleCoffeeFactory {

    public static Coffee createCoffee(String type) {
        Coffee coffee = null;
        if("americano".equals(type)) {
            coffee = new AmericanoCoffee();
        } else if("latte".equals(type)) {
            coffee = new LatteCoffee();
        }
        return coffe;
    }
}

三.工厂方法模式

针对上例中的缺点，使用工厂方法模式就可以完美的解决，完全遵循开闭原则。

(1) 概念

定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪个产品类对象。工厂方法使一个产品类的实例化延迟到其工厂的子类。

(2) 结构

工厂方法模式的主要角色：

  • 抽象工厂（Abstract Factory）：提供了创建产品的接口，调用者通过它访问具体工厂的工厂方法来创建产品。
  • 具体工厂（ConcreteFactory）：主要是实现抽象工厂中的抽象方法，完成具体产品的创建。
  • 抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能。
  • 具体产品（ConcreteProduct）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它同具体工厂之间一一对应。

(3) 实现

使用工厂方法模式对上例进行改进，类图如下：
在这里插入图片描述
代码如下：

抽象工厂：

public interface CoffeeFactory {

    Coffee createCoffee();
}

具体工厂：

public class LatteCoffeeFactory implements CoffeeFactory {

    public Coffee createCoffee() {
        return new LatteCoffee();
    }
}

public class AmericanCoffeeFactory implements CoffeeFactory {

    public Coffee createCoffee() {
        return new AmericanCoffee();
    }
}

咖啡店类：

public class CoffeeStore {

    private CoffeeFactory factory;

    public CoffeeStore(CoffeeFactory factory) {
        this.factory = factory;
    }

    public Coffee orderCoffee(String type) {
        Coffee coffee = factory.createCoffee();
        coffee.addMilk();
        coffee.addsugar();
        return coffee;
    }
}

(4) 优缺点

优点：

  • 用户只需要知道具体工厂的名称就可得到所要的产品，无须知道产品的具体创建过程；
  • 在系统增加新的产品时只需要添加具体产品类和对应的具体工厂类，无须对原工厂进行任何修改，满足开闭原则；

缺点：

  • 每增加一个产品就要增加一个具体产品类和一个对应的具体工厂类，这增加了系统的复杂度。

四.抽象工厂模式

前面介绍的工厂方法模式中考虑的是一类产品的生产，如畜牧场只养动物、电视机厂只生产电视机等。

这些工厂只生产同种类产品，同种类产品称为同等级产品，也就是说：工厂方法模式只考虑生产同等级的产品，但是在现实生活中许多工厂是综合型的工厂，能生产多等级（种类） 的产品，如电器厂既生产电视机又生产洗衣机或空调，大学既有软件专业又有生物专业等。

本节要介绍的抽象工厂模式将考虑多等级产品的生产，将同一个具体工厂所生产的位于不同等级的一组产品称为一个产品族，下图所示横轴是产品等级，也就是同一类产品；纵轴是产品族，也就是同一品牌的产品，同一品牌的产品产自同一个工厂。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

(1) 概念

是一种为访问类提供一个创建一组相关或相互依赖对象的接口，且访问类无须指定所要产品的具体类就能得到同族的不同等级的产品的模式结构。

抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，工厂方法模式只生产一个等级的产品，而抽象工厂模式可生产多个等级的产品。

(2) 结构

抽象工厂模式的主要角色如下：

  • 抽象工厂（Abstract Factory）：提供了创建产品的接口，它包含多个创建产品的方法，可以创建多个不同等级的产品。
  • 具体工厂（Concrete Factory）：主要是实现抽象工厂中的多个抽象方法，完成具体产品的创建。
  • 抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能，抽象工厂模式有多个抽象产品。
  • 具体产品（ConcreteProduct）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它 同具体工厂之间是多对一的关系。

(3) 实现

现咖啡店业务发生改变，不仅要生产咖啡还要生产甜点，如提拉米苏、抹茶慕斯等，要是按照工厂方法模式，需要定义提拉米苏类、抹茶慕斯类、提拉米苏工厂、抹茶慕斯工厂、甜点工厂类，很容易发生类爆炸情况。其中拿铁咖啡、美式咖啡是一个产品等级，都是咖啡；提拉米苏、抹茶慕斯也是一个产品等级；拿铁咖啡和提拉米苏是同一产品族（也就是都属于意大利风味），美式咖啡和抹茶慕斯是同一产品族（也就是都属于美式风味）。所以这个案例可以使用抽象工厂模式实现。类图如下：
在这里插入图片描述

代码如下：

抽象工厂：

public interface DessertFactory {

    Coffee createCoffee();

    Dessert createDessert();
}

具体工厂：

//美式甜点工厂
public class AmericanDessertFactory implements DessertFactory {

    public Coffee createCoffee() {
        return new AmericanCoffee();
    }

    public Dessert createDessert() {
        return new MatchaMousse();
    }
}
//意大利风味甜点工厂
public class ItalyDessertFactory implements DessertFactory {

    public Coffee createCoffee() {
        return new LatteCoffee();
    }

    public Dessert createDessert() {
        return new Tiramisu();
    }
}

(4) 优缺点

优点：

  • 当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。
  • 如果要加同一个产品族的话，只需要再加一个对应的工厂类即可，不需要修改其他的类。

缺点：

  • 当产品族中需要增加一个新的产品时，所有的工厂类都需要进行修改。

(5) 使用场景

  • 当需要创建的对象是一系列相互关联或相互依赖的产品族时，如电器工厂中的电视机、洗衣机、空调等。

  • 系统中有多个产品族，但每次只使用其中的某一族产品。如有人只喜欢穿某一个品牌的衣服和鞋。

  • 系统中提供了产品的类库，且所有产品的接口相同，客户端不依赖产品实例的创建细节和内部结构。

如：输入法换皮肤，一整套一起换。生成不同操作系统的程序。

五.模式扩展

简单工厂+配置文件解除耦合

可以通过工厂模式+配置文件的方式解除工厂对象和产品对象的耦合。在工厂类中加载配置文件中的全类名，并创建对象进行存储，客户端如果需要对象，直接进行获取即可。

第一步：定义配置文件

为了演示方便，我们使用properties文件作为配置文件，名称为bean.properties

american=com.itheima.pattern.factory.config_factory.AmericanCoffee
latte=com.itheima.pattern.factory.config_factory.LatteCoffee

第二步：改进工厂类

public class CoffeeFactory {

    private static Map<String,Coffee> map = new HashMap();

    static {
        Properties p = new Properties();
        InputStream is = CoffeeFactory.class.getClassLoader().getResourceAsStream("bean.properties");
        try {
            p.load(is);
            //遍历Properties集合对象
            Set<Object> keys = p.keySet();
            for (Object key : keys) {
                //根据键获取值（全类名）
                String className = p.getProperty((String) key);
                //获取字节码对象
                Class clazz = Class.forName(className);
                Coffee obj = (Coffee) clazz.newInstance();
                map.put((String)key,obj);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static Coffee createCoffee(String name) {

        return map.get(name);
    }
}

静态成员变量用来存储创建的对象（键存储的是名称，值存储的是对应的对象），而读取配置文件以及创建对象写在静态代码块中，目的就是只需要执行一次。

六.JDK源码解析-Collection.iterator方法

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("令狐冲");
        list.add("风清扬");
        list.add("任我行");

        //获取迭代器对象
        Iterator<String> it = list.iterator();
        //使用迭代器遍历
        while(it.hasNext()) {
            String ele = it.next();
            System.out.println(ele);
        }
    }
}

对上面的代码大家应该很熟，使用迭代器遍历集合，获取集合中的元素。而单列集合获取迭代器的方法就使用到了工厂方法模式。我们看通过类图看看结构：
在这里插入图片描述

Collection接口是抽象工厂类，ArrayList是具体的工厂类；Iterator接口是抽象商品类，ArrayList类中的Iter内部类是具体的商品类。在具体的工厂类中iterator()方法创建具体的商品类的对象。

另：

1,DateForamt类中的getInstance()方法使用的是工厂模式；

2,Calendar类中的getInstance()方法使用的是工厂模式；

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/166183.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

NoSQLBooster for MongoDB 8.0.1 Crack

NoSQLBooster for MongoDB 8.0.1 Crack

最智能的 MongoDB IDE NoSQLBooster 是 MongoDB Server 3.6-6.0 的跨平台 GUI 工具&#xff0c;它提供内置的 MongoDB 脚本调试器、全面的服务器监控工具、链接流畅查询、SQL 查询、查询代码生成器、任务调度、ES2020 支持和高级 IntelliSense经验。新版本 8.0 现已推出&#x…
阅读更多...
Laravel文档阅读笔记-How to Build a Rest API with Laravel: A Beginners Guide①

Laravel文档阅读笔记-How to Build a Rest API with Laravel: A Beginners Guide①

随着移动端和JavaScript框架的发展&#xff0c;比如React和Vue&#xff0c;Restful风格的API越来越流行。使用Restful风格的好处就是一个后端程序可以与多个版本的前端用户界面关联。 Laravel提供了创建Rest API的环境和生态。 首先得导入依赖包比如Laravel Passport和Larave…
阅读更多...
MySQL中给字符串字段加索引

MySQL中给字符串字段加索引

文章目录前言一、前缀索引和普通索引二、前缀索引对覆盖索引的影响三、优化前缀索引前言 学完了MySQL索引部分&#xff0c;我们清楚的认识到给子段添加索引可以快速的进行查询&#xff0c;节约时间。但是索引有很多。那么对于字段怎么加索引&#xff0c;加什么索引。加到索引不…
阅读更多...
linux基本功系列之useradd命令实战

linux基本功系列之useradd命令实战

文章目录一. useradd 命令介绍二. 语法格式及常用选项三. 参考案例3.1 不加任何参数创建用户3.2 创建不能登录系统且没有家目录的用户3.3 创建一个用户&#xff0c;ID为23333.4 创建一个用户并指定其附加组3.5 创建用户并账户过期时间3.6 与useradd相关的目录文件总结前言&…
阅读更多...
InfluxDB的查询优化

InfluxDB的查询优化

首先&#xff0c;在学习influxDB的查询优化之前&#xff0c;我们要先学习下InfluxDB的解释器profiler&#xff08;类似于mysql的Explain语句&#xff0c;不一样的是&#xff0c;sql&#xff0c;hivesql是提前查看执行计划等&#xff0c;Influx是在当前查询的最后一页两张表&…
阅读更多...
力扣（LeetCode）382. 链表随机节点（2023.01.15）

力扣（LeetCode）382. 链表随机节点（2023.01.15）

给你一个单链表&#xff0c;随机选择链表的一个节点&#xff0c;并返回相应的节点值。每个节点 被选中的概率一样 。 实现 Solution 类&#xff1a; Solution(ListNode head) 使用整数数组初始化对象。 int getRandom() 从链表中随机选择一个节点并返回该节点的值。链表中所有…
阅读更多...
WhatsApp居然有3个版本？深度详解区别！外贸圈获客神器用起来！

WhatsApp居然有3个版本？深度详解区别！外贸圈获客神器用起来！

近两年&#xff0c;外贸圈用WhatsApp来营销获客&#xff0c;越来越火。不少走在前头的外贸人&#xff0c;已经尝到了甜头。但也有不少后来者&#xff0c;站在门外张望的时候&#xff0c;整个人都是蒙圈的。❓听说动不动要整几十个账号&#xff0c;还要花老长时间养号&#xff1…
阅读更多...
《Linux Shell脚本攻略》学习笔记-第六章

《Linux Shell脚本攻略》学习笔记-第六章

6.1 简介 你开发应用程序的时间越长&#xff0c;就越能体会到有一个能够跟踪程序修订历史的软件是多重要。 大多数Linux发行版中都包含了Git。如果你的系统中还没有安装&#xff0c;可以通过yum或者apt-get获取。 6.2 创建新的git仓库 git中的所有项目都需要有一个用于保存项目…
阅读更多...
MyBatis-Plus字段加密解密

MyBatis-Plus字段加密解密

项目创建POM依赖 <dependency><!--MyBatis-Plus 企业级模块--><groupId>com.baomidou</groupId><artifactId>mybatis-mate-starter</artifactId><version>1.2.8</version> </dependency> <!-- https://mvnrepository…
阅读更多...
规划之路：SLAM学习经验分享

规划之路：SLAM学习经验分享

针对想学SLAM的提问&#xff0c;我觉得我还是有一定的发言权。作为一个刚入坑SLAM一年多的初学者&#xff0c;首先想说的就是这个研究方向比较广&#xff0c;大方向按搭载传感器分为激光SLAM和视觉SLAM两种&#xff0c;激光SLAM搭载激光雷达&#xff0c;视觉SLAM搭载单目、双目…
阅读更多...
[NSSRound#6 Team]Web学习

[NSSRound#6 Team]Web学习

[NSSRound#6 Team]Web学习 文章目录[NSSRound#6 Team]Web学习前言一、[NSSRound#6 Team]check(V1)二、[NSSRound#6 Team]check(Revenge)总结前言 日常做点题娱乐下&#xff0c;刷到了[NSSRound#6 Team]中是三道web题&#xff0c;学习到了不少&#xff0c;记录下知识点。 提示&…
阅读更多...
C语言综合练习6：制作贪吃蛇

C语言综合练习6：制作贪吃蛇

1 初始化界面 因为还没学QT&#xff0c;我们就使用终端界面替代。 这里我们假设界面中没有障碍物&#xff0c;我们只需要设定界面的高宽就行&#xff0c;这是蛇的移动范围&#xff0c;我们可以写两个宏来规定界面的高宽 新建一个snake.c的文件 #define _CRT_SECURE_NO_WARNIN…
阅读更多...
快出数量级的性能是怎样炼成的

快出数量级的性能是怎样炼成的

前言&#xff1a;今天学长跟大家讲讲《快出数量级的性能是怎样炼成的》&#xff0c;废话不多说&#xff0c;直接上干货~我们之前做过一些性能优化的案例&#xff0c;不算很多&#xff0c;还没有失手过。少则提速数倍&#xff0c;多则数十倍&#xff0c;极端情况还有提速上千倍的…
阅读更多...
关于IDEA配置本地tomcat部署项目找不到项目工件的问题解答

关于IDEA配置本地tomcat部署项目找不到项目工件的问题解答

文章目录一 原因分析二 解决方案三 具体的操作方法3.1 打开项目结构找到工件3.2 添加具体的工件内容3.3 配置本地tomcat一 原因分析 可能是之前的项目再次打开后&#xff0c;没有及时配置项目结构中的工件信息&#xff0c;导致配置tomcat中看不到工件的信息 二 解决方案 解决…
阅读更多...
react组件优化，当父组件数据变化与子组件无关时，控制子组件不重新渲染

react组件优化，当父组件数据变化与子组件无关时，控制子组件不重新渲染

首先 我们来建立一个场景 我们创建一个react项目 然后创建一个父组件 这里我要叫 record.jsx 参考代码如下 import React from "react"; import Subset from "./subset";export default class record extends React.Component{constructor(props){super(…
阅读更多...
工作的同时，我也在这里做副业

工作的同时，我也在这里做副业

文章目录一、什么是独自开&#xff1f;二、独自开能给我们带来什么利益&#xff1f;三、如何使用独自开&#xff1f;3.1、用户任务报价步骤13.2、用户任务报价步骤2四、未来的愿景一、什么是独自开&#xff1f; 独自开&#xff0c;全称独自开发一套系统&#xff0c;是基于商品…
阅读更多...
CTP开发（2）行情模块的开发

CTP开发（2）行情模块的开发

我在做CTP开发之前&#xff0c;也参考了不少其他的资料&#xff0c;发现他们都是把行情和交易做在同一个工程里的。我呢之前也做过期货相关的交易平台&#xff0c;感觉这种把行情和交易做在一起的方法缺乏可扩展性。比如我开了多个CTP账户&#xff0c;要同时交易&#xff0c;这…
阅读更多...
springMVC的学习拦截器之验证用户登录案例

springMVC的学习拦截器之验证用户登录案例

文章目录实现思路关于环境和配置文件pomspring的配置文件关于idea的通病/常见500错误的避坑实现步骤编写登陆页面编写Controller处理请求编写登录成功的页面编写登录拦截器实现思路 有一个登录页面&#xff0c;需要写一个controller访问页面登陆页面提供填写用户名和密码的表单…
阅读更多...
UE4c++日记1（允许 创类、蓝图读写/调用/只读、分类、输出日志打印语句）

UE4c++日记1（允许 创类、蓝图读写/调用/只读、分类、输出日志打印语句）

目录 1允许创建基于xx的蓝图类 2允许蓝图读写/允许蓝图调用/只读 读写调用 只读 3为变量/函数分类 4输出日志打印一段话 1.先创建一个蓝图类 2.构建对象 3.写提示代码&#xff0c;生成解决方案 4.运行&#xff0c;打开“输出日志” 5.总结 创类-实例化对象&#xff08;构建…
阅读更多...
2022年个人年终总结（一）

2022年个人年终总结（一）

2022年个人年终总结&#xff08;一&#xff09;考研想法的萌生回顾过去一年-考研心路历程基础阶段&#xff08;1-6月&#xff09;强化阶段&#xff08;7-9月&#xff09;冲刺阶段&#xff08;10-12月&#xff09;感受总结特别感谢2022年是做梦的一年&#xff0c;花了一年的时间…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023