Erlo

我以订披萨为例,给女朋友详细讲了Java设计模式的3种工厂模式

收藏 2022-01-18 15:30:06   153   开源中国
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摘要:工厂模式是将实例化对象的代码提取出来,放到一个类中统一管理和维护,达到和主项目的依赖关系的解耦。从而提高项目的扩展和维护性。

本文分享自华为云社区《【Java设计模式】用 披萨订购案例 详细讲解三种工厂模式》,作者: 我是一棵卷心菜。

一、使用传统方法

类图

步骤概括

步骤一:创建一个Pizza抽象类

 public abstract class Pizza {
    public String name;
    public abstract void prepare();
    public void bake() {
        System.out.println(name + " baking");
    }
    public void cut() {
        System.out.println(name + " cutting");
    }
    public void box() {
        System.out.println(name + " boxing");
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

分析: 这个类用来代表制作披萨的整个流程:准备阶段prepare()烘烤阶段bake()切割阶段cut()打包阶段box() ,假设各个披萨的准备阶段需要的材料不一样,所以把准备阶段定义为一个抽象方法 ,其它三个阶段都一样。

步骤二:创建两个披萨类

public class CheesePizza extends Pizza{
    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("奶酪披萨正在准备中");
    }
}

分析: 这个类代表奶酪披萨,简单重写一下准备阶段

 public class BeefPizza extends Pizza{
    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("牛肉披萨正在准备中");
    }
}

分析: 这个类代表牛肉披萨,也简单重写一下准备阶段

步骤三:制定订购披萨类

 public class OrderPizza {
    public OrderPizza() {
        Pizza pizza = null;
        do {
            String pizzaType = getType();
            if ("cheese".equalsIgnoreCase(pizzaType)) {
                 pizza = new CheesePizza();
                 pizza.setName("cheese");
            } else if ("beef".equalsIgnoreCase(pizzaType)) {
                pizza = new BeefPizza();
                pizza.setName("beef");
            } else {
                break;
            }
            pizza.prepare();
            pizza.bake();
            pizza.cut();
            pizza.box();
        } while (true);
    }
    // 写一个方法,可以获取希望订购的披萨种类
    private String getType() {
        try {
            BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("input pizza 种类:");
            String str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}

分析: 慢慢看代码,可以明白,订购披萨的逻辑代码写在了该类的构造器中,getType()方法是用来获取希望订购的披萨种类。但是,如果我们需要添加新的披萨,就需要从这个类中继续添加相应的逻辑语句,从而修改了订购披萨的这个类,就违反了OCP原则

步骤四:创建运行类

 public class PizzaStore {
    public static void main(String[] args) {
       new OrderPizza();
    }
}

运行结果:

优缺点分析

  • 优点:比较好理解,简单易操作
  • 缺点:违反了设计模式的ocp原则,即对扩展开放,对修改关闭。即当我们给类增加新功能的时候,尽量不修改代码,或者尽可能少修改代码

二、使用简单工厂

类图

基本介绍

  • 简单工厂模式是属于创建型模式,是工厂模式的一种。简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式
  • 简单工厂模式定义了一个创建对象的类,由这个类来封装实例化对象的行为(代码)
  • 在软件开发中,当我们会用到大量的创建某种、某类或者某批对象时,就会使用到工厂模式

步骤概括

步骤一:创建简单工厂

public class SimpleFactory {
    public static Pizza createPizza2(String orderType) {
        Pizza pizza = null;
        if ("beef".equalsIgnoreCase(orderType)) {
            pizza = new BeefPizza();
            pizza.setName(" beef ");
        } else if ("cheese".equalsIgnoreCase(orderType)) {
            pizza = new CheesePizza();
            pizza.setName("cheese");
        }
        return pizza;
    }
}

分析: 简单工厂又叫做静态工厂,我们写一个静态方法,可以方便后面代码的调用,这里用到的类,跟用传统方法用到的类一样,没有改变

步骤二:制定订购披萨类

public class OrderPizza2 {
    public OrderPizza2() {
        do {
            String orderType = getType();
            Pizza pizza = SimpleFactory.createPizza2(orderType);
            if (pizza != null) {
                pizza.prepare();
                pizza.bake();
                pizza.cut();
                pizza.box();
            } else {
                System.out.println(" 订购披萨失败 ");
                break;
            }
        } while (true);
    }
    private String getType() {
        try {
            BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("input pizza 种类:");
            String str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}

分析: 该类的构造器中用到了简单工厂类SimpleFactory,这样,我们就不需要在订购披萨这一行为中去写增加新的披萨的代码了,而是从工厂中写添加新的披萨的代码,就不用再改动这个类。

运行结果:

优点分析

  • 使用简单工厂模式来创建对象,更加的方便灵活,不需要修改订购披萨的逻辑

三、使用工厂方法

新的需求

客户在点披萨时,可以点不同口味的披萨,比如 北京的奶酪pizza、北京的胡椒pizza 或者是伦敦的奶酪pizza、伦敦的胡椒pizza

类图

基本介绍

  • 工厂方法模式设计方案:将披萨项目的实例化功能抽象成抽象方法,在不同的口味点餐子类中具体实现。
  • 工厂方法模式:定义了一个创建对象的抽象方法,由子类决定要实例化的类。工厂方法模式将对象的实例化推迟到子类。

步骤概括

步骤一:创建四个披萨类

public class BJCheesePizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("北京的奶酪pizza");
        System.out.println("北京的奶酪pizza 准备原材料");
    }
}

分析: Pizza类跟上面的代码一样,我就没有再次写了。此类是用来创建北京的奶酪口味的披萨

public class BJPepperPizza extends Pizza{
    @Override
    public void prepare() {
        setName("北京的胡椒pizza");
        System.out.println("北京的胡椒pizza 准备原材料");
    }
}

分析: 此类是用来创建北京的辣椒口味的披萨

public class LDCheesePizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("伦敦的奶酪pizza");
        System.out.println("伦敦的奶酪pizza 准备原材料");
    }
}

分析: 此类是用来创建伦敦的奶酪口味的披萨

public class LDPepperPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("伦敦的胡椒pizza");
        System.out.println("伦敦的胡椒pizza 准备原材料");
    }
}

分析: 此类是用来创建伦敦的辣椒口味的披萨

步骤二:创建订购披萨抽象类

public abstract class OrderPizza {
    abstract Pizza createPizza(String orderType);
    public OrderPizza() {
        do {
            String orderType = getType();
            Pizza pizza = createPizza(orderType); //抽象方法,由工厂子类完成
            if (pizza == null){
                System.out.println("订购披萨失败");
                break;
            }
            pizza.prepare();
            pizza.bake();
            pizza.cut();
            pizza.box();
        } while (true);
    }
    private String getType() {
        try {
            BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("input pizza 种类:");
            String str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}

分析: 此类中定义一个抽象方法createPizza(), 让各个工厂子类自己实现,构造器中写订购披萨的代码逻辑;getType()方法跟原来的没有区别。

public class BJOrderPizza extends OrderPizza {
    @Override
    Pizza createPizza(String orderType) {
        Pizza pizza = null;
        if(orderType.equals("cheese")) {
            pizza = new BJCheesePizza();
        } else if (orderType.equals("pepper")) {
            pizza = new BJPepperPizza();
        }
        return pizza;
    }
}

分析: 此类用来继承OrderPizza类,成为北京地区的订购披萨分销商

public class LDOrderPizza extends OrderPizza {
    @Override
    Pizza createPizza(String orderType) {
        Pizza pizza = null;
        if(orderType.equals("cheese")) {
            pizza = new LDCheesePizza();
        } else if (orderType.equals("pepper")) {
            pizza = new LDPepperPizza();
        }
        return pizza;
    }
}

分析: 此类也用来继承OrderPizza类,成为伦敦地区的订购披萨分销商

步骤三:创建运行类

public class PizzaStore {
    public static void main(String[] args) {
        String loc = "beijing";
        if (loc.equals("beijing")) {
            new BJOrderPizza();
        } else {
            new LDOrderPizza();
        }
    }
}

分析: 假设就是买北京地区的披萨

运行结果:

四、使用抽象工厂

类图

基本介绍

  • 抽象工厂模式定义了一个interface用于创建相关或有依赖关系的对象簇,而无需指明具体的类
  • 抽象工厂模式可以将简单工厂模式和工厂方法模式进行整合
  • 从设计层面看,抽象工厂模式就是对简单工厂模式的改进(或者称为进一步的抽象)
  • 将工厂抽象成两层,AbsFactory(抽象工厂) 和 具体实现的工厂子类。程序员可以根据创建对象类型使用对应的工厂子类。这样将单个的简单工厂类变成了工厂簇,更利于代码的维护和扩展。

步骤概括

步骤一:创建总工厂接口

public interface AbsFactory {
    public Pizza createPizza(String orderType);
}

分析: 此类是用来让下面的工厂子类来具体实现

步骤二:创建分工厂

public class BJFactory implements AbsFactory {
    @Override
    public Pizza createPizza(String orderType) {
        Pizza pizza = null;
        if(orderType.equals("cheese")) {
            pizza = new BJCheesePizza();
        } else if (orderType.equals("pepper")){
            pizza = new BJPepperPizza();
        }
        return pizza;
    }
}

分析: 这是工厂子类,用来制作北京的披萨

public class LDFactory implements AbsFactory {
    @Override
    public Pizza createPizza(String orderType) {
        Pizza pizza = null;
        if (orderType.equals("cheese")) {
            pizza = new LDCheesePizza();
        } else if (orderType.equals("pepper")) {
            pizza = new LDPepperPizza();
        }
        return pizza;
    }
}

分析: 这是工厂子类,用来制作伦敦的披萨

步骤三:创建订购类

public class OrderPizza {
    private AbsFactory factory;
    public OrderPizza(AbsFactory factory) {
        setFactory(factory);
    }
    private void setFactory(AbsFactory factory) {
        do {
            this.factory = factory;
            String orderType = getType();
            // factory 可能是北京的工厂子类,也可能是伦敦的工厂子类
            Pizza pizza = factory.createPizza(orderType);
            if (pizza == null) { 
                System.out.println("订购失败");
                break;
            }
            pizza.prepare();
            pizza.bake();
            pizza.cut();
            pizza.box();
        } while (true);
    }   
    private String getType() {
        try {
            BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("input pizza 种类:");
            String str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}

分析: Pizza pizza = factory.createPizza(orderType);这一语句主要运用的是java基础里面的多态,具体的实现功能交给实现其接口的子类

步骤四:创建运行类

public class PizzaStore {
    public static void main(String[] args) {
        new OrderPizza(new LDFactory());
    }
}

分析: 假设买的是伦敦地区的披萨

运行结果:

总结

1、工厂模式的意义:

将实例化对象的代码提取出来,放到一个类中统一管理和维护,达到和主项目的依赖关系的解耦。从而提高项目的扩展和维护性。

2、三种工厂模式 (简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式)

3、设计模式的依赖抽象原则

创建对象实例时,不要直接 new 类, 而是把这个new 类的动作放在一个工厂的方法中,并返回
不要让类继承具体类,而是继承抽象类或者是实现interface(接口)
不要覆盖基类中已经实现的方法。

 

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