設計模式系列之「工廠方法模式」

YoungManSter發表於2017-12-14

“瑪尼瑪尼哄~~~”,一個手持螺旋丸的鳴人出現了。

“哦哈喲鍋炸一馬屎~~~”,一個仙人模式的鳴人出現了。

“死密碼撒~~~”,使用變身術的鳴人出現了。

“卡通,阿里噶哆~~~”,多重影分身術的鳴人出現了。

......

《火影》甜蜜the End了,小Y既是感慨又懷念啊,想當年小Y也是有過瘋狂追劇的年少經歷,也像其他人一樣被鳴人層出不窮的吊炸天的技能弄得熱血澎湃,真的是滿滿的回憶殺。為了懷念逝去的青春,小Y要用程式碼的形式製造出不同模式和技能的鳴人,Action。

一、製造不同的鳴人

1.掃描分析不同的鳴人

  • ①螺旋丸的鳴人
    咒語:瑪尼瑪尼哄~~~
    能力:形成手掌般大小的查克拉球。

  • ②仙人模式的鳴人
    咒語:哦哈喲鍋炸一馬屎~~~
    能力:可以利用自身周圍的自然能量,使攻擊範圍更廣。

  • ③多重影分身術的鳴人
    咒語:卡通,阿里噶哆~~~
    能力:一次分出多個影分身。

首先是需要一個專門生產鳴人的工廠,生產具有不同能力的三種鳴人,三種不同的鳴人都歸屬為鳴人,只是咒語和能力不同,在程式碼上來講都是同一介面下的不同實現類,分析到這裡,就可以得出這次要講的設計模式-工廠方法模式

2.圖說鳴人

設計模式系列之「工廠方法模式」

3.程式碼實現

①MingRen介面是對鳴人的總稱

public interface MingRen {
	//鳴人使用不同能力的咒語
	void getSpell();
	//能力的介紹
	void getAbility();
}
複製程式碼

②仙人模式的鳴人

public class MingRenOfFairy implements MingRen {
	@Override
	public void getSpell() {
    	System.out.println("哦哈喲鍋炸一馬屎~~~");
	}

	@Override
	public void getAbility() {
    	System.out.println("可以利用自身周圍的自然能量,使攻擊範圍更廣。");
	}
}
複製程式碼

③螺旋丸的鳴人

public class MingRenOfSpiral implements MingRen {
	@Override
	public void getSpell() {
    	System.out.println("瑪尼瑪尼哄~~~");
	}

	@Override
	public void getAbility() {
    	System.out.println("形成手掌般大小的查克拉球。");
	}
}
複製程式碼

④多重影分身術的鳴人

public class MingRenOfSeparate implements MingRen {
	@Override
	public void getSpell() {
    	System.out.println("卡通,阿里噶哆~~~");
	}

	@Override
	public void getAbility() {
    	System.out.println("一次分出多個影分身。");
	}
}
複製程式碼

⑤抽象鳴人工廠

public abstract class AbstractMingRenFactory {
	public abstract <T extends MingRen> T createMingRen(Class<T> c);
}
複製程式碼

⑥鳴人制造工廠

public class MingRenFactory extends AbstractMingRenFactory {
	//定義一個要生產的鳴人
	private MingRen mingRen;
	@Override
	public <T extends MingRen> T createMingRen(Class<T> c) {
    	try {
        	//生產鳴人
        	mingRen= (MingRen) Class.forName(c.getName()).newInstance();
    	} catch (InstantiationException e) {
        	e.printStackTrace();
    	} catch (IllegalAccessException e) {
        	e.printStackTrace();
    	} catch (ClassNotFoundException e) {
        	e.printStackTrace();
    	}
    	return (T) mingRen;
	}
}
複製程式碼

⑦Client實現生產鳴人

public class Client {

	public static void main(String []args){
    	//宣告一個鳴人制造工廠
    	AbstractMingRenFactory mingRenFactory=new MingRenFactory();
    	//製造一個仙人模式的鳴人
    	MingRenOfFairy mingRenOfFairy=mingRenFactory.createMingRen(MingRenOfFairy.class);
    	mingRenOfFairy.getAbility();
    	mingRenOfFairy.getAbility();
    	//製造一個螺旋丸的鳴人
    	MingRenOfSpiral mingRenOfSpiral=mingRenFactory.createMingRen(MingRenOfSpiral.class);
    	mingRenOfSpiral.getSpell();
    	mingRenOfFairy.getAbility();
    	//製造一個多重分身術的鳴人
    	MingRenOfSeparate mingRenOfSeparate=mingRenFactory.createMingRen(MingRenOfSeparate.class);
    	mingRenOfSeparate.getSpell();
    	mingRenOfSeparate.getAbility();
	}
}
複製程式碼

⑧輸出結果

//仙人模式的鳴人
哦哈喲鍋炸一馬屎~~~  
可以利用自身周圍的自然能量,使攻擊範圍更廣。
//螺旋丸的鳴人
瑪尼瑪尼哄~~~   
形成手掌般大小的查克拉球。  
//多重分身術的鳴人
卡通,阿里噶哆~~~   
一次分出多個影分身。
複製程式碼

二、基本概念

1.定義

定義一個用於建立物件的介面,讓子介面決定例項化哪一個類。

2.角色介紹

通用工廠方法UML

  • Product抽象產品類
    定義產品共性,實現對事物最抽象的定義。

  • Creator抽象建立類
    抽象建立類,也就是抽象工廠。

  • ConcreteCreator
    具體如何建立產品類是由ConcreteCreator完成的。

  • ConcreteProduct
    Product的具體實現。

3.理解

由上面製造鳴人的例子可以看出,抽象鳴人工廠採用了泛型,這樣的好處就是限制了createMingRen輸入引數必須是Class型別而且必須實現MingRen介面,其中“T”表示只要實現了MingRen介面的類都可以作為引數。

4.應用場景

  • 工廠方法是new一個物件的替代品,當有在需要生成物件的地方可以考慮。
  • 需要靈活的可以擴充套件的框架是可以考慮。
  • 工廠模式是一種典型的解耦模式,迪米特法則在工廠模式中表現的尤為明顯。假如呼叫者自己組裝產品需要增加依賴關係時,可以考慮使用工廠模式。

三、工廠方法模式的擴充套件

1.工廠方法模式實現單例

①單例模式

public class Singleton {
	//私有化,不允許通過new產生一個物件
	private static Singleton singleton=new Singleton();
	private Singleton() {
	}
	public static Singleton getSingleton(){
    	return singleton;
	}	
}
複製程式碼

②工廠方法模式實現單例模式

//具體單例類
public class Singleton{
	//需要私有化
	private Singleton() {
	}
	public void doSomething(){
	}
}

//使用工廠方法模式進行建立單例
public class SingletonFactory {

	private static Singleton singleton;
	static {
    	Class c1 = null;
    	try {
        	c1 = Class.forName(Singleton.class.getName());
			//獲得無參構造
       		Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor();
			//產生一個例項物件
        	constructor.setAccessible(true);
        	singleton = (Singleton) constructor.newInstance();
    	} catch (ClassNotFoundException e) {
        	e.printStackTrace();
    	} catch (NoSuchMethodException e) {
        	e.printStackTrace();
    	} catch (InstantiationException e) {
        	e.printStackTrace();
    	} catch (IllegalAccessException e) {
        	e.printStackTrace();
    	} catch (InvocationTargetException e) {
        	e.printStackTrace();
    	}

	}

	public static Singleton getSingleton(){
   		return singleton;
	}

}
複製程式碼

上述程式碼主要是通過反射方式建立的。

2.簡單的工廠模式

public class MingRenFactory{

	public static <T extends MingRen> T createMingRen(Class<T> c) {
    	MingRen mingRen = null;
    	try {
        	//生產鳴人
        	mingRen= (MingRen) Class.forName(c.getName()).newInstance();
    	} catch (InstantiationException e) {
        	e.printStackTrace();
    	} catch (IllegalAccessException e) {
        	e.printStackTrace();
    	} catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    	}
    	return (T) mingRen;
	}
}
複製程式碼

簡單工廠模式沒有抽象的工廠介面,在MingRenFactory定義了一個靜態方法,因此這也叫做靜態工廠模式,但是簡單工廠模式的缺點就是擴充套件比較困難,不符合開閉原則,拋開這點來說,簡單工廠模式還是十分實用的。

四、工廠方法模式優缺點

1.優點

  • 良好的封裝性,結構清晰,呼叫者只需要關心介面。
  • 有非常好的擴充套件性,需要構建另外一種模式的鳴人,只需要新建一個模式類就可以了。
  • 解耦性強,符合迪米特原則、依賴倒置原則、里氏替換原則、開閉原則。

2.缺點

  • 由於考慮到系統的可擴充套件性,需要引入抽象層,在客戶端程式碼中均使用抽象層進行定義,增加了系統的抽象性和理解難度。
  • 在新增新產品時,需要編寫新的具體產品類,而且還要提供與之對應的具體工廠類,系統中類的個數將成對增加。

五、總結

工廠方法模式是一個使用頻率比較高的模式,要理解透才能更好使用。

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