五、工厂方法模式——设计模式学习笔记
2017-07-01 19:04
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作为一个编程菜鸟,过去在学习设计模式的时候,老师给推荐了一本《大话设计模式》。阅读以后受益匪浅,可惜当初没有坚持看完。 最近有时间了,又重新捡起来学习了一遍,整理了一下笔记,由于本人能力有限,欢迎大家批评指正。
1.工厂方法模式 Factory Method
定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。工厂方法模式是一种常用的对象创建型设计模式,此模式的核心精神是封装类中不变的部分,提取其中个性化善变的部分为独立类,通过依赖注入以达到解耦、复用和方便后期维护拓展的目的。它的核心结构有四个角色,分别是抽象工厂、具体工厂、抽象产品、具体产品。
工厂方法模式首先完全实现“开-闭原则”,实现了可扩展。其次更复杂的层次结构,可以应用于产品结果复杂的场合。工厂方法模式是最典型的模板方法模式应用。
2.uml类图
3.组成
(1)抽象工厂角色
是工厂方法模式的核心,与应用程序无关。任何在模式中创建的对象的工厂类必须实现这个接口。(2)具体工厂角色
这是实现抽象工厂接口的具体工厂类,包含于应用程序密切相关的逻辑,并且受到应用程序调用以创建产品对象。(3)抽象产品角色
工厂方法模式所创建的对象的超类型,也就是产品对象的共同父类或共同拥有的接口。(4)具体产品角色:
这个角色实现了抽象产品角色所定义的接口。某具体产品有专门的具体工厂创建,它们之间往往一一对应。4.应用场景
第一种情况是对于某个产品,调用者清楚地知道应用使用哪个具体工厂服务,实例化该具体工厂,生产出没具体的产品来。Java Collection中的iterator()方法即属于这种情况。第二种情况,只是需要一种产品,而不想知道也不需要知道究竟是哪个工厂为生产的,即最终选用哪个具体工厂的决定权在生产者一方,它们根据当前系统的情况来实例化一个具体的工厂返回给使用者,而这个决策过程对于使用者来说是透明的。
5.实例
(1)需求
根据需要执行对应的运算。(2)uml类图
(3)代码
a.算法工厂抽象类package com.longinus.fm; public abstract class Factory { public abstract Operation createOperation(); }
b.具体算法产品工厂类
package com.longinus.fm; public class AddFactory extends Factory{ @Override public Operation createOperation() { // TODO 自动生成的方法存根 return new Add(); } }
package com.longinus.fm; public class SubFactory extends Factory{ @Override public Operation createOperation() { // TODO 自动生成的方法存根 return new Sub(); } }
package com.longinus.fm; public class MulFactory extends Factory{ @Override public Operation createOperation() { // TODO 自动生成的方法存根 return new Mul(); } }
package com.longinus.fm; public class DivFactory extends Factory{ @Override public Operation createOperation() { // TODO 自动生成的方法存根 return new Div(); } }
c.算法产品抽象类
package com.longinus.fm; public abstract class Operation { private double NumberA; private double NumberB; public double getNumberA() { return NumberA; } public void setNumberA(double numberA) { NumberA = numberA; } public double getNumberB() { return NumberB; } public void setNumberB(double numberB) { NumberB = numberB; } public abstract double getResult(); }
d.具体算法产品类
package com.longinus.fm; public class Add extends Operation{ @Override public double getResult() { // TODO 自动生成的方法存根 return getNumberA() + getNumberB(); } }
package com.longinus.fm; public class Sub extends Operation{ @Override public double getResult() { // TODO 自动生成的方法存根 return getNumberA() - getNumberB(); } }
package com.longinus.fm; public class Mul extends Operation{ @Override public double getResult() { // TODO 自动生成的方法存根 return getNumberA() * getNumberB(); } }
package com.longinus.fm; public class Div extends Operation{ @Override public double getResult() { // TODO 自动生成的方法存根 if(getNumberB() == 0){ throw new ArithmeticException(); } return getNumberA() / getNumberB(); } }
e.测试类
package com.longinus.fm; public class Test { public static void main(String[] args) { Factory of = new AddFactory(); Operation op = of.createOperation(); op.setNumberA(6); op.setNumberB(2); System.out.println(op.getResult()); of = new SubFactory(); op = of.createOperation(); op.setNumberA(6); op.setNumberB(2); System.out.println(op.getResult()); of = new MulFactory(); op = of.createOperation(); op.setNumberA(6); op.setNumberB(2); System.out.println(op.getResult()); of = new DivFactory(); op = of.createOperation(); op.setNumberA(6); op.setNumberB(2); System.out.println(op.getResult()); } }
f.输出结果
8.0 4.0 12.0 3.0
5.简单工厂与工厂方法
简单工厂模式的最大优点在于工厂类中包含了必要的逻辑判断,根据客户端的选择条件动态实例化相关的类,对于客户端来说,去除了与具体产品的依赖。但是当需求变化,需要扩展时就需要修改工厂类的代码,这违背了开放-封闭原则。工厂方法模式实现时,客户端需要决定实例化哪一个工厂来实现运算类,选择判断的问题还是存在的,也就是说,工厂方法把简单工厂的内部逻辑判断转移到了客户端代码来进行。
工厂方法克服了简单工厂违背开放-封闭原则的缺点,又保持了封装对象创建过程的优点。它们都是集中封装了对象的创建,使得要更换对象时,不需要做大的改动就可实现,降低了客户程序与产品对象的耦合。
利用“反射”可以解决避免分支判断的问题。
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