工厂方法模式【Factory Method Pattern】

news2024/11/15 19:58:25

 前言

1.工厂模式概念


实例化对象，用工厂方法代替new操作(重点)
工厂模式包括工厂方法模式和抽象工厂模式
抽象工厂模式是工厂方法模式的扩展

2.什么情况下适合工厂模式

有一组类似的对象需要创建
在编码时不能预见需要创建哪种类的实例
系统需要考虑扩展性，不应依赖于产品类实例如果被创建、组合和表达的细节

女娲补天的故事大家都听说过吧，今天不说这个，说女娲创造人的故事，可不是“造人”的工作，这
个词被现代人滥用了。这个故事是说，女娲在补了天后，下到凡间一看，哇塞，风景太优美了，天空是湛
蓝的，水是清澈的，空气是清新的，太美丽了，然后就待时间长了就有点寂寞了，没有动物，这些看的到
都是静态的东西呀，怎么办？
别忘了是神仙呀，没有办不到的事情，于是女娲就架起了八卦炉（技术术语：建立工厂）开始创建人，
具体过程是这样的：先是泥巴捏，然后放八卦炉里烤，再扔到地上成长，但是意外总是会产生的：
第一次烤泥人，兹兹兹兹~~，感觉应该熟了，往地上一扔，biu~，一个白人诞生了，没烤熟！
第二次烤泥人，兹兹兹兹兹兹兹兹~~，上次都没烤熟，这次多烤会儿，往地上一扔，嘿，熟过头了，
黑人哪！
第三次烤泥人，兹~兹~兹~，一边烤一边看着，嘿，正正好，Perfect！优品，黄色人类！ 
这个过程还是比较有意思的，先看看类图： 

 根据类图可以知道需要准备的类:

1.人类接口和对应实现

package factory1;

/**
 * 定义一个人类接口
 * 首先定义什么是人类
 *
 * @author 1
 */
public interface Human {


    /**
     * 人是愉快的，会笑的，本来是想用smile表示，想了一下laugh更合适，好长时间没有大笑了；
     */
    public void laugh();

    /**
     * 人类还会哭，代表痛苦
     */
    public void cry();

    /**
     * 人类会说话
     */
    public void talk();
}

package factory1;

/**
 * 黄种人
 *
 * @author 1
 * @version 1.0
 * @description: TODO
 * @date 2023/8/15 17:15
 */
public class YellowHuman implements Human {
    @Override
    public void laugh() {
        System.out.println("黄色人类会大笑，幸福呀！");
    }

    @Override
    public void cry() {
        System.out.println("黄色人类会哭");
    }

    @Override
    public void talk() {
        System.out.println("黄色人类会说话，一般说的都是双字节");
    }
}

 

package factory1;

/**
 * 白种人
 *
 * @author 1
 * @version 1.0
 * @description: TODO
 * @date 2023/8/15 17:16
 */
public class WhiteHuman implements Human {
    @Override
    public void laugh() {
        System.out.println("白色人类会大笑，侵略的笑声");
    }

    @Override
    public void cry() {
        System.out.println("白色人类会哭");
    }

    @Override
    public void talk() {
        System.out.println("白色人类会说话，一般都是但是单字节！");
    }
}

package factory1;

/**
 * 黑人
 *
 * @author 1
 * @version 1.0
 * @description: TODO
 * @date 2023/8/15 17:17
 */
public class BlackHuman implements Human {
    @Override
    public void laugh() {
        System.out.println("黑人会笑");
    }

    @Override
    public void cry() {
        System.out.println("黑人会哭");
    }

    @Override
    public void talk() {
        System.out.println("黑人可以说话，一般人听不懂");
    }
}

 2.八卦炉

package factory1;

import java.util.List;
import java.util.Random;

/**
 * 造人工厂
 * 女娲造人的故事:
 *
 * @author 1
 * @version 1.0
 * @description: 很久很久以前，盘古开辟了天地，用身躯造出日月星辰、山川草木，天地一片繁华
 * 一天，女娲下界走了一遭，哎！太寂寞，太孤独了，没个会笑的、会哭的、会说话的东东
 * 那怎么办呢？不用愁，女娲，神仙呀，造出来呀，然后捏泥巴，放八卦炉（后来这个成了太白金星的宝
 * 贝）中烤，于是就有了人：
 * 我们把这个生产人的过程用Java程序表现出来：
 * @date 2023/8/15 17:19
 */
public class HumanFactory {

    /**
     * 定义一个八卦炉子
     *
     * @param c
     * @return
     */
    public static Human createHuman(Class c) {
        //定义一个类型的人类
        Human human = null;
        try {
            //生产一个人类
            human = (Human) Class.forName(c.getName()).newInstance();
        } catch (InstantiationException e) {
            System.out.println("必须指定人类颜色");
        } catch (IllegalAccessException e) {
            System.out.println("定义的人类错误");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            System.out.println("定义的人类找不到");
        }
        return human;
    }

    /**
     * 女娲生气了，把一团泥巴塞到八卦炉，哎产生啥人类就啥人类
     *
     * @return
     */
    public static Human createHuman() {
        //定义一个类型的人类
        Human human = null;

        //首先是获得有多少个实现类，多少个人类
        //定义了多少人类
        List<Class> concreteHumanList =
                ClassUtils.getAllClassByInterface(Human.class);
        //八卦炉自己开始想烧出什么人就什么人
        Random random = new Random();
        int rand = random.nextInt(concreteHumanList.size());

        human = createHuman(concreteHumanList.get(rand));

        return human;
    }
}

批量工具类:主要实现根据接口查找实现类(属于扩展知识)

package factory1;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Enumeration;
import java.util.List;

/**
 * @author 1
 * @version 1.0
 * @description: TODO
 * @date 2023/8/15 17:48
 */
@SuppressWarnings("all")
public class ClassUtils {
    //给一个接口，返回这个接口的所有实现类
    public static List<Class> getAllClassByInterface(Class c){
        List<Class> returnClassList = new ArrayList<Class>(); //返回结果

        //如果不是一个接口，则不做处理
        if(c.isInterface()){
            String packageName = c.getPackage().getName(); //获得当前的包名
            try {
                //获得当前包下以及子包下的所有类
                List<Class> allClass = getClasses(packageName);

                //判断是否是同一个接口
                for(int i=0;i<allClass.size();i++){
                    if(c.isAssignableFrom(allClass.get(i))){ //判断是不是一个接口
                        if(!c.equals(allClass.get(i))){ //本身不加进去
                            returnClassList.add(allClass.get(i));
                        }
                    }
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
        return returnClassList;
    }

    //从一个包中查找出所有的类，在jar包中不能查找
    private static List<Class> getClasses(String packageName)
            throws ClassNotFoundException, IOException {
        ClassLoader classLoader = Thread.currentThread()
                .getContextClassLoader();
        String path = packageName.replace('.', '/');
        Enumeration<URL> resources = classLoader.getResources(path);
        List<File> dirs = new ArrayList<File>();
        while (resources.hasMoreElements()) {
            URL resource = resources.nextElement();
            dirs.add(new File(resource.getFile()));
        }
        ArrayList<Class> classes = new ArrayList<Class>();
        for (File directory : dirs) {
            classes.addAll(findClasses(directory, packageName));
        }
        return classes;
    }


    private static List<Class> findClasses(File directory, String packageName)
            throws ClassNotFoundException {
        List<Class> classes = new ArrayList<Class>();
        if (!directory.exists()) {
            return classes;
        }
        File[] files = directory.listFiles();
        for (File file : files) {
            if (file.isDirectory()) {
                assert !file.getName().contains(".");
                classes.addAll(findClasses(file, packageName + "." +
                        file.getName()));
            } else if (file.getName().endsWith(".class")) {
                classes.add(Class.forName(packageName + '.' +
                        file.getName().substring(0, file.getName().length() - 6)));
            }
        }
        return classes;
    }
}

女娲类

 

package factory1;

/**
 * 女娲
 *
 * @author 1
 * @version 1.0
 * @description: TODO
 * @date 2023/8/15 17:28
 */
public class NvWa {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("(1)女娲第一次造人,火候不足,白人----------------");
        Human witheHuman = HumanFactory.createHuman(WhiteHuman.class);
        witheHuman.talk();
        witheHuman.laugh();
        witheHuman.cry();


        System.out.println("(2)女娲第二次造人，火候加足点，然后又出了个次品，黑人------------------");
        Human blackHuman = HumanFactory.createHuman(BlackHuman.class);
        blackHuman.cry();
        blackHuman.laugh();
        blackHuman.talk();

        System.out.println("(3)女娲第三次造人，这次火候掌握的正好，黄色人类-----------------");
        Human yellowHuman = HumanFactory.createHuman(YellowHuman.class);
        yellowHuman.cry();
        yellowHuman.laugh();
        yellowHuman.talk();

        System.out.println("(4)女娲让八卦炉随机造人------------------");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("随机产生人类*******" + i);
            Human human = HumanFactory.createHuman();
            human.cry();
            human.laugh();
            human.talk();
        }
    }
}

运行结果

(1)女娲第一次造人,火候不足,白人----------------
白色人类会说话，一般都是但是单字节！
白色人类会大笑，侵略的笑声
白色人类会哭
(2)女娲第二次造人，火候加足点，然后又出了个次品，黑人------------------
黑人会哭
黑人会笑
黑人可以说话，一般人听不懂
(3)女娲第三次造人，这次火候掌握的正好，黄色人类-----------------
黄色人类会哭
黄色人类会大笑，幸福呀！
黄色人类会说话，一般说的都是双字节
(4)女娲让八卦炉随机造人------------------
随机产生人类*******0
白色人类会哭
白色人类会大笑，侵略的笑声
白色人类会说话，一般都是但是单字节！
随机产生人类*******1
黄色人类会哭
黄色人类会大笑，幸福呀！
黄色人类会说话，一般说的都是双字节
随机产生人类*******2
白色人类会哭
白色人类会大笑，侵略的笑声
白色人类会说话，一般都是但是单字节！
随机产生人类*******3
黑人会哭
黑人会笑
黑人可以说话，一般人听不懂
随机产生人类*******4
黑人会哭
黑人会笑
黑人可以说话，一般人听不懂
随机产生人类*******5
黑人会哭
黑人会笑
黑人可以说话，一般人听不懂
随机产生人类*******6
白色人类会哭
白色人类会大笑，侵略的笑声
白色人类会说话，一般都是但是单字节！
随机产生人类*******7
黑人会哭
黑人会笑
黑人可以说话，一般人听不懂
随机产生人类*******8
黑人会哭
黑人会笑
黑人可以说话，一般人听不懂
随机产生人类*******9
白色人类会哭
白色人类会大笑，侵略的笑声
白色人类会说话，一般都是但是单字节！

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