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简单工厂模式-Simple Factory

引入案例——咖啡店点餐系统:

要求:

设计一个咖啡类(Coffee),并定义其两个子类(美式咖啡【AmericanCoffee】和拿铁咖啡【LatteCoffee】);再设计一个咖啡店类(CoffeeStore),咖啡店具有点咖啡的功能。

先看看没有使用简单工厂模式的实现

UML类图如下:

简单工厂模式-Simple Factory

Code如下:

(1)Main方法

package 简单工场;

public class coffeeTest {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建咖啡店类
        CoffeeStore store = new CoffeeStore();
        //2.点咖啡
        Coffee coffee = store.orderCoffee("latte");

        System.out.println(coffee.getName());
    }
}
           

(2)Coffee类

package 简单工场;

public abstract class Coffee {

    public abstract String getName();
    //加糖
    public void addSugar(){
        System.out.println("加糖");
    }
    //加奶
    public void addMilk(){
        System.out.println("加奶");
    }

}
           

(3)AmericanCoffee类

package 简单工场;

public class AmericanCoffee extends Coffee{
    public String getName(){
        return "美式咖啡";
    }
}
           

(4)LatteCoffee类

package 简单工场;

public class LatteCoffee extends Coffee{
    public String getName(){
        return "拿铁咖啡";
    }
}
           

(5)CoffeeStore类

package 简单工场;

public class CoffeeStore {
    public Coffee orderCoffee(String type){
        //声明Coffee类型的变量,根据不同类型创建不同的Coffee的子类对象
        //初始化
        Coffee coffee = null;
        if ("amerian".equals(type)){
            coffee = new AmericanCoffee();
        }else if ("latte".equals(type)){
            coffee = new LatteCoffee();
        }else {
            throw new RuntimeException("对不起,你所点咖啡没有");
        }
        //加配料
        coffee.addMilk();
        coffee.addSugar();

        return coffee;
    }
}
           

运行如下:

简单工厂模式-Simple Factory

存在问题:

如果要更换一种coffee需要需改main中orderCoffee方法中的参数,这里就两个类,but有很多个类呢?显然这就违背了设计模式七大原则中的开闭原则!

在java中,万物皆对象,这些对象都需要创建,如果创建的时候直接new该对象,就会对该对象耦合严重,假如我们要更换对象,所有new对象的地方都需要修改一遍,这显然违背了软件设计的开闭原则。

如果我们使用工厂来生产对象,我们就只和工厂打交道就可以了,彻底和对象解耦,如果要更换对象,直接在工厂里更换该对象即可,达到了与对象解耦的目的;所以说,工厂模式最大的优点就是:解耦。

简单工厂模式

简单工厂不是一种设计模式,反而比较像是一种编程习惯。

简单工厂包含如下角色:

  • 抽象产品 :定义了产品的规范,描述了产品的主要特性和功能。
  • 具体产品 :实现或者继承抽象产品的子类
  • 具体工厂 :提供了创建产品的方法,调用者通过该方法来获取产品。

UML类图:

简单工厂模式-Simple Factory

代码如下:

其中coffeeTest类,Coffee类,AmericanCoffee类,LatteCoffee类不用需改。

(1)添加一个类,SimpleCoffeeFactory

package 简单工场;

public class SimpleCoffeeFactory {
    public Coffee createCoffee(String type){
        Coffee coffee = null;
        if ("amerian".equals(type)){
            coffee = new AmericanCoffee();
        }else if ("latte".equals(type)){
            coffee = new LatteCoffee();
        }else {
            throw new RuntimeException("对不起,你所点咖啡没有");
        }
        return coffee;
    }
}
           

(2)将上面写的CoffeeStore类修改一下

package 简单工场;

public class CoffeeStore {
    public Coffee orderCoffee(String type){

        SimpleCoffeeFactory factory = new SimpleCoffeeFactory();
        Coffee coffee = factory.createCoffee(type);

        coffee.addSugar();
        coffee.addMilk();
        return coffee;
    }
}
           

显然,这样子使用了SimpleCoffeeFactory类,在创建一个类的时候,就不会再依赖具体的产品对象了!

总结:

工厂(factory)处理创建对象的细节,一旦有了SimpleCoffeeFactory,CoffeeStore类中的orderCoffee()就变成此对象的客户,后期如果需要Coffee对象直接从工厂中获取即可。这样也就解除了和Coffee实现类的耦合,同时又产生了新的耦合,CoffeeStore对象和SimpleCoffeeFactory工厂对象的耦合,工厂对象和商品对象的耦合。

后期如果再加新品种的咖啡,我们势必要需求修改SimpleCoffeeFactory的代码,违反了开闭原则。工厂类的客户端可能有很多,比如创建美团外卖等,这样只需要修改工厂类的代码,省去其他的修改操作。

优点:

封装了创建对象的过程,可以通过参数直接获取对象。把对象的创建和业务逻辑层分开,这样以后就避免了修改客户代码,如果要实现新产品直接修改工厂类,而不需要在原代码中修改,这样就降低了客户代码修改的可能性,更加容易扩展。

缺点:

增加新产品时还是需要修改工厂类的代码,违背了“开闭原则”。(虽然也是违背了开闭原则,但是比不使用直接创建对象要好得多!)

扩展:

在开发中也有一部分人将工厂类中的创建对象的功能定义为静态的,这个就是静态工厂模式,它也不是23种设计模式中的。代码如下:

只要需改一下SimpleCoffeeFactory即可(加一个static即可)

public class SimpleCoffeeFactory {

    public static Coffee createCoffee(String type) {
        Coffee coffee = null;
        if("americano".equals(type)) {
            coffee = new AmericanoCoffee();
        } else if("latte".equals(type)) {
            coffee = new LatteCoffee();
        }
        return coffe;
    }
}
           

在CoffeeStore中只要修改一下调用静态方法即可!

Coffee coffee = SimpleCoffeeFactory.createCoffee(type);
package 简单工场;

public class CoffeeStore {
    public Coffee orderCoffee(String type){

        //修改了这里,不用创建SimpleCoffeeFactory类了
        Coffee coffee = SimpleCoffeeFactory.createCoffee(type);

        coffee.addSugar();
        coffee.addMilk();
        return coffee;
    }
}