一文教你弄懂Java设计模式之简单工厂模式:图解+图表库代码实例

2024-06-18 06:46| 来源: 网络整理| 查看: 265

文章目录详解Java设计模式之简单工厂模式创建型模式简单工厂模式定义模式结构模式UML类图示例模式实现(以上面水果工厂图示为例,未使用配置文件)实例分析回顾Java创建对象的集中方法对象的创建与使用分离的其他好处什么时候不需要工厂简单工厂模式的简化模式优点模式缺点模式适用环境

详解Java设计模式之简单工厂模式创建型模式

Creational Pattern 关注对象的创建过程

该模式对类的实例化过程进行了抽象，能够将软件模块中对象的创建和对象的使用相分离，对用户隐藏了类的实例创建细节

该模式描述如何将对象的创建与使用相分离，让用户在使用对象时无需关注对象创建过程，从而降低系统的耦合度让设计方案易于修改和扩展

关注点

创建什么what谁来创建who何时创建when

创建模式一览

简单工厂模式

生活实例

这张图片可以较为清晰的表达出简单工厂模式相关模式

基本实现流程

具体产品类：将需要创建的各种不同的产品对象的相关代码封装到具体的产品类中。可以对应到上图的苹果、香蕉、橘子等抽象产品类:即将具体产品类公共的代码抽象和提取后封装在一个抽象产品类中，也就是具体产品类的父类，上图中对应水果**工厂类：**提供一个工厂类用于创建各种产品，在工厂类中会提供一个创建产品的工厂方法，该方法根据所传入的参数的不同确定要创建什么具体产品**客户端：**只需要调用工厂类的工厂方法并传入相应的参数即可得到一个产品对象定义

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）:定义一个工厂类，他可以根据参数的不同返回不同类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类

其他

工厂类中的工厂方法（即创建实例的方法）通常都是静态方法，也被称为静态工厂方法模式需要创建什么实例，就只需要传入一个正确的参数即可，就可以获取所需要的对象，无需关注创建细节。也被称为参数化的工厂模式模式结构 Factory（工厂角色）Product（抽象产品角色）ConcreteProduct（具体产品角色）模式UML类图示例

模式实现(以上面水果工厂图示为例,未使用配置文件)

工厂类

package csu.edu.cn.designpattern.simplefactorypattern; /** * @Author: PlusHuang * @Date: 2021/11/28 16:02 * @Theme:工厂类 * @Description:水果工厂 */ public class Factory { public static Fruit createFruit(String type){ if("Pear".equals(type)){ System.out.println("正在创建---------梨"); Pear pear = new Pear(); pear.name = "梨"; pear.color = "黄色"; return pear; }else if("Apple".equals(type)){ System.out.println("正在创建---------苹果"); Apple apple = new Apple(); apple.name = "苹果"; apple.color = "红色"; return apple; }else { System.out.println("正在创建---------"+type); System.out.println("该工厂无法创建改该产品："+type); System.out.println("你去换一家工厂吧，我们实在造不出~"); return null; } } }

抽象产品类

package csu.edu.cn.designpattern.simplefactorypattern; /** * @Author: PlusHuang * @Date: 2021/11/28 16:01 * @Theme:抽象产品类 * @Description:水果类 */ public class Fruit { public String name; public String color; public void eat(){ System.out.println("----------吃完啦----------"); } }

具体产品类

package csu.edu.cn.designpattern.simplefactorypattern; /** * @Author: PlusHuang * @Date: 2021/11/28 16:02 * @Theme:具体产品类 * @Description:梨 */ public class Pear extends Fruit { @Override public void eat() { System.out.println(this.name+"正在被吃······"); super.eat(); } @Override public String toString() { return "NAME:"+this.name+"----COLOR:"+this.color; } } package csu.edu.cn.designpattern.simplefactorypattern; /** * @Author: PlusHuang * @Date: 2021/11/28 16:02 * @Theme: 具体产品类 * @Description: 具体产品-苹果 */ public class Apple extends Fruit{ @Override public void eat() { System.out.println(this.name+"正在被吃······"); super.eat(); } @Override public String toString() { return "NAME:"+this.name+"----COLOR:"+this.color; } }

客户端

package csu.edu.cn.designpattern.simplefactorypattern; /** * @Author: PlusHuang * @Date: 2021/11/28 16:03 * @Theme: 客户端 * @Description: */ public class Client { public static void main(String[] args) { //现在想让该水果工厂给我生产水果给我吃！ //1.吃苹果 Fruit fruit; fruit = Factory.createFruit("Apple"); System.out.println(fruit.toString()); fruit.eat(); //1.吃梨 fruit = Factory.createFruit("Pear"); System.out.println(fruit.toString()); fruit.eat(); } }

结果显示

正在创建---------苹果 NAME:苹果----COLOR:红色苹果正在被吃······ ----------吃完啦---------- 正在创建---------梨 NAME:梨----COLOR:黄色梨正在被吃······ ----------吃完啦---------- 实例分析

某软件公司要基于Java语言开发一套图表库，该图表库可以为应用系统提供多种不同外观的图表，例如柱状图(HistogramChart)、饼状图(PieChart)、折线图(LineChart)等。该软件公司图表库设计人员希望为应用系统开发人员提供一套灵活易用的图表库，通过设置不同的参数即可得到不同类型的图表，而且可以较为方便地对图表库进行扩展，以便能够在将来增加一些新类型的图表。现使用简单工厂模式来设计该图表库。

简单工厂模式实现

(1) Chart：抽象图表接口，充当抽象产品类 (2) HistogramChart：柱状图类，充当具体产品类 (3) PieChart：饼状图类，充当具体产品类 (4) LineChart：折线图类，充当具体产品类 (5) ChartFactory：图表工厂类，充当工厂类 (6) Client：客户端测试类

具体代码这里就不写了

使用配置文件实现+反射实现对象的创建（改造上一次的代码）

XMLUtil工具类实现配置文件节点读取

package csu.edu.cn.designpattern.util; import org.w3c.dom.Document; import org.w3c.dom.Node; import org.w3c.dom.NodeList; import javax.xml.parsers.DocumentBuilder; import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory; import java.io.File; /** * @Author: PlusHuang * @Date: 2021/11/28 16:49 * @Theme: XML文本节点读取 * @Description:工具类 */ public class XMLUtil { //该方法用于从XML配置文件中提取图表类型，并返回类型名 public static String getFruitType(){ try { //创建文档对象 DocumentBuilderFactory dFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance(); DocumentBuilder builder = dFactory.newDocumentBuilder(); Document doc; doc = builder.parse(new File("src/csu/edu/cn/designpattern/simplefactorypattern/client.xml")); //获取包含图表类型的文本结点 NodeList nl = doc.getElementsByTagName("fruitType"); Node classNode = nl.item(0).getFirstChild(); String fruitType = classNode.getNodeValue().trim(); return fruitType; } catch(Exception e) { e.printStackTrace(); return null; } } }

配置文件内容

Apple

客户端代码改写

package csu.edu.cn.designpattern.simplefactorypattern; import csu.edu.cn.designpattern.util.XMLUtil; /** * @Author: PlusHuang * @Date: 2021/11/28 16:03 * @Theme: 客户端 * @Description: */ public class Client { public static void main(String[] args) { //现在想让该水果工厂给我生产水果给我吃！ Fruit fruit; fruit = Factory.createFruit(XMLUtil.getFruitType()); System.out.println(fruit.toString()); fruit.eat(); } } 运行结果正在创建---------苹果 NAME:苹果----COLOR:红色苹果正在被吃······ ----------吃完啦---------- 回顾Java创建对象的集中方法 new关键字反射机制克隆方法工厂类对象的创建与使用分离的其他好处

防止用来实例化一个类的数据和代码在多个类中到处都是，可以将有关创建的知识搬移到一个工厂类中，解决代码重复、创建蔓延的问题

构造函数的名字都与类名相同，从构造函数和参数列表中大家很难了解不同构造函数所构造的产品的差异，将对象的创建过程封装在工厂类中，可以提供一系列名字完全不同的工厂方法，每一个工厂方法对应一个构造函数，客户端可以以一种更加可读、易懂的方式来创建对象

什么时候不需要工厂

无须为系统中的每一个类都配备一个工厂类如果一个类很简单，而且不存在太多变化，其构造过程也很简单，此时就无须为其提供工厂类，直接在使用之前实例化即可导致工厂泛滥，增加系统的复杂度例如：java.lang.String

简单工厂模式的简化

将抽象产品类和工厂类合并，将静态工厂方法移至抽象产品类中

模式优点实现了对象创建和使用的分离客户端无须知道所创建的具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的参数即可通过引入配置文件，可以在不修改任何客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类，在一定程度上提高了系统的灵活性模式缺点工厂类集中了所有产品的创建逻辑，职责过重，一旦不能正常工作，整个系统都要受到影响增加系统中类的个数（引入了新的工厂类），增加了系统的复杂度和理解难度系统扩展困难，一旦添加新产品不得不修改工厂逻辑由于使用了静态工厂方法，造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构，工厂类不能得到很好地扩展模式适用环境工厂类负责创建的对象比较少，由于创建的对象较少，不会造成工厂方法中的业务逻辑太过复杂客户端只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象并不关心扩展

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