工厂模式(Factory Pattern)定义:
定义了一个创建对象的接口,但由子类决定要实例化的类是哪一个。工厂方法让类把实例化推迟到子类。
针对实现编程,但是当我们每次使用new时候,不正是在针对实现编程吗?是的,当使用“new”时,你的确实在实例化一个具体类,所以用的确实是实现,而不是接口。代码绑定这具体类会导致代码更脆弱,更缺乏弹性。
Duck duck = new GreenDuck();
使用接口让代码具有弹性 但还是得建立具体类的实例
但我们总是要用new来创建对象吧。是的,在技术上,new没有错,毕竟这是Java基础部分。真正的犯人是我们的老朋友 “改变”,以及它是如何影响new的使用的。
看下面的代码:
1 /*当有一群相关的具体类时,通常会写出这样的代码*/ 2 Duck duck; 3 4 if(picnic){ 5 duck = new GreenDuck(); 6 }else if(hunting){ 7 duck = new DecoyDuck(); 8 }else if(inBathTub){ 9 duck = new RubberDuck();10 }...//还有更多的实现类,在运行程序时,要通过判断,来确定创建哪个对象
针对接口编程,可以隔离掉以后系统可能发生的一大堆改变。如果代码是针对接口编程而写,那么通过多态,它可以与任何新类实现该接口。但是,当代码使用大量的具体类时,等于是自找麻烦,因为一旦加入新的具体类,就必须改变代码。也就是说,你的代码并非 “对修改关闭”。想用新的具体类型来扩展代码,必须重新打开它。所以,遇到问题时候,就应该回到OO设计原则去寻找线索。别忘了,我们的第一个原则用来处理改变,并帮助我们 “找出会变化的方面,把它们从不变的部分分离出来”
举例:
有一家比萨店,定制比萨的方法如下:
1 Pizza orderPizza(String type){ //这只是类中一个方法,将想要定制的比萨的type类型传入,就会制作出相应的比萨 2 Pizza pizza; 3 4 if(type.equals("cheese")){ //根据比萨的type类型,实例化正确的具体类,然后将其赋值给pizza实例变量。 5 pizza = new CheesePizza();//请注意,这里的任何比萨都必须实现Pizza接口 6 }else if(type.equals("greek"){ 7 pizza = new GreekPizza(); 8 }else if(type.equals("pepperoni"){ 9 pizza = new PepperoniPizza();10 }11 12 13 pizza.prepare();//一旦知道要制作什么类型的比萨,那么我们将要进行加工14 pizza.bake();//这四个方法,分别是制作比萨的四个步骤15 pizza.cut();16 pizza.box();17 18 return pizza;19 }
正如上面所说,我们要制作新的比萨具体类或者删除现有的比萨具体类,都需要打开orderPizza()方法所在的类,来添加或删除里面的实例化。
我们要做的是,找出会变化的方面,把它们从不变的部分分离出来,现在我们将判断制作比萨类型部分从orderPizza()方法中分离出来:
1 Pizza orderPizza(String type){ //这只是类中一个方法,将想要定制的比萨的type类型传入,就会制作出相应的比萨 2 Pizza pizza; 3 4 //原先实例化比萨的部分被分离出去 5 6 pizza.prepare();//一旦知道要制作什么类型的比萨,那么我们将要进行加工 7 pizza.bake();//这四个方法,分别是制作比萨的四个步骤 8 pizza.cut(); 9 pizza.box();10 11 return pizza;12 }
1 public class SimplePizzaFactory{ 2 public Pizza createPizza(String type){ 3 Pizza pizza = null; 4 5 if(type.equals("cheese")){ //根据比萨的type类型,实例化正确的具体类,然后将其赋值给pizza实例变量。 6 pizza = new CheesePizza();//请注意,这里的任何比萨都必须实现Pizza接口 7 }else if(type.equals("pepperoni"){ //删除了一些比萨,又增加了一些比萨 8 pizza = new PepperoniPizza(); 9 }else if(type.equals("clam"){10 pizza = new ClamPizza();11 }else if(type.equals("veggie"){12 pizza = new VeggiePizza();13 }14 15 return pizza;16 }17 }
从上面代码可以看出,我们将orderPizza()方法中实例化比萨的部分分离出来,单独放入了SimplePizzaFactory类中。
那么,关于new的问题还是没有解决,我们还是针对实现编程,只是把针对实现编程的部分搬到了另一个对象中。问题还是存在,没错,确实存在。但是我们已经做到最小化改变代码(以我们现在所学的知识,还不足以脱离new来实例化对象,所以肯定要针对实现编程。若不能避免,那就做到最好!),若以后要修改创建比萨实例部分,就只要打开SimplePizzaFactory类就可以修改。
现在我们将PizzaStore(比萨店)类实现:
1 public class PizzaStore{ 2 SimplePizzaFactory factory;//比萨工厂对象 3 4 public PizzaStore(SimplePizzaFactory factory){ //在构造器中,需要一个工厂对象作为参数 5 this.factory = factory; 6 } 7 8 public Pizza orderPizza(String type){ 9 Pizza pizza;10 11 pizza = factory.createPizza(type);//将实例化比萨对象的责任交给工厂对象12 13 pizza.prepare();//一旦知道要制作什么类型的比萨,那么我们将要进行加工14 pizza.bake();//这四个方法,分别是制作比萨的四个步骤15 pizza.cut();16 pizza.box();17 18 return pizza;19 }20 }
上面的就是简单工厂模式,这只是小本生意的开始。我们只开了一家比萨店,现在我们的比萨店出名了,要开跨地区连锁店,规定每个地区开一家。我们做的比萨要符合当地人的口味。于是各个地区的比萨口味又不一样。
不多说先把Pizza抽象类实现了:
1 import java.util.ArrayList; 2 3 public abstract class Pizza{ 4 String name;//比萨名字 5 String dough;//面团 6 String sauce;//酱 7 ArrayList toppings = new ArrayList();//配料列表 8 9 void prepare(){ //准备做比萨方法10 System.out.println("Preparing " + name);11 System.out.println("Tossing dough...");12 System.out.println("Adding sauce...");13 System.out.println("Adding toppings: ");14 15 for(int i = 0; i < toppings.size(); i++){16 System.out.println(" " + toppings.get(i));17 }18 }19 20 void bake(){ //烘焙方法21 System.out.println("Bake for 25 minutes at 350");22 }23 24 void cut(){ //切块方法25 System.out.println("Cutting the pizza into diagonal slices");26 }27 28 void box(){ //装盒方法29 System.out.println("Place pizza in official PizzaStore box");30 }31 32 public String getName(){ //获取名称方法33 return name;34 }35 }
然后根据各地区做出不同的Pizza:
1 public class NYStyleCheesePizza extends Pizza{ //NewYork比萨2 public NYStyleCheesePizza(){3 name = "NY Style Sauce and Cheese Pizza";4 dough = "Thin Crust Dough";5 sauce = "Marinara Sauce";6 7 toppings.add("Grated Reggiano Cheese");8 }9 }
1 public class ChicagoStyleCheesePizza extends Pizza{ //Chicago比萨 2 public ChicagoStyleCheesePizza(){ 3 name = "Chicago Style Deep Dish Cheese Pizza"; 4 dough = "Extra Thick Crust Dough"; 5 sauce = "Plum Tomato Sauce"; 6 7 toppings.add("Shredded Mozzarella Cheese"); 8 } 9 10 void cut(){11 System.out.println("Cutting the pizza into square slices");12 }13 }
实现PizzaStore抽象类:
1 public abstract class PizzaStore{ //所有地区的PizzaStore都要继承该抽象类 2 public Pizza orderPizza(String type){ //定制Pizza方法 3 Pizza pizza; 4 5 pizza = createPizza(type);//创建Pizza实例 6 7 pizza.prepare(); 8 pizza.bake(); 9 pizza.cut();10 pizza.box();11 12 return pizza;13 }14 15 abstract Pizza createPizza(String type);//创建Pizza实例的方法由每个地区的PizzaStore子类来实现16 }
每个地区开一个PizzaStore:
1 public class NYPizzaStore extends PizzaStore{ //NewYork店2 Pizza createPizza(String item){3 if(item.equals("cheese")){ //可以制作出cheese口味的Pizza4 return new NYStyleCheesePizza();5 }else return null;//也可以制作出其他口味的Pizza,我就不实现了。6 }7 }
1 public class ChicagoPizzaStore extends PizzaStore{ //Chicago店2 Pizza createPizza(String item){3 if(item.equals("cheese")){ //可以制作出Cheese口味的Pizza4 return new ChicagoStyleCheesePizza();5 }else return null;//也可以制作出其他口味的Pizza,我就不实现了。6 }7 }
测试类:
1 public class PizzaTestDrive{ 2 3 public static void main(String args[]){ 4 //先开店 5 PizzaStore nyStore = new NYPizzaStore(); 6 PizzaStore chicagoStore = new ChicagoPizzaStore(); 7 8 //NYPizzaStore店制作出cheese口味的Pizza 9 Pizza pizza = nyStore.orderPizza("cheese");10 System.out.println("Ethan ordered a " + pizza.getName() + "\n");11 //ChicagoPizzaStore店制作出cheese口味的Pizza12 pizza = chicagoStore.orderPizza("cheese");13 System.out.println("Joel ordered a " + pizza.getName() + "\n");14 }15 }
编译运行结果:
上面的就是工厂模式。
总结一下,有两个抽象类:
1.Pizza抽象类:这个抽象类是产品抽象类,换句话说就是工厂要制作出的产品。所有的Pizza子类都要继承自该Pizza抽象类。
2.PizzaStore抽象类:这个抽象类是工厂抽象类,这个抽象类中有一个createPizza()抽象方法,这个方法就是为了让子类去实现自己的产品类。这样一来,子类可以根据自己的情况,随心所欲的生产符合自己口味的产品。
再细细地品味一下工厂模式的定义:
工厂模式定义了一个创建对象的接口(工厂抽象类),但由工厂子类决定要实例化哪一个类。工厂方法让类把实例化推迟到了工厂子类。
由工厂子类决定要实例化哪一个类,不要理解错误。并不是指模式允许子类本身在运行时做决定,而是指在编写工厂抽象类时,不需要知道实际创建的产品是哪一个。选择使用了哪个子类,自然就决定了实际创建的产品是什么。
这里温馨提醒一下:在设计模式中,所谓的 “实现一个接口” 并 “不一定” 表示 “写一个接口,并利用implements关键字来实现这个接口”。“实现一个接口” 泛指 “实现某个超类型(可以是类或接口)的某个方法” 。