java设计模式之工厂模式(UML类图分析+代码详解)

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本文将介绍java设计模式之工厂模式

先看一个披萨的项目：要便于披萨种类的扩展，要便于维护

1) 披萨的种类很多(比如 GreekPizz、CheesePizz 等)

2) 披萨的制作有 prepare，bake, cut, box

3) 完成披萨店订购功能。

UML分析：

传统方法：

package triditionalway;/* <---这是包名-*- coding:utf-8 -*-作者：bob-coding日期：09月30日15:36人生苦短，自学idea！！冲冲冲！！！*/import java.io.BufferedReader;import java.io.IOException;import java.io.InputStreamReader;public class pizzastore1 {public static void main(String[] args) {new order();}}abstract class pizza {protected String name; //名字//准备原材料, 不同的披萨不一样，因此，我们做成抽象方法public abstract void prepare();public void bake() {System.out.println(name + " baking;");}public void cut() {System.out.println(name + " cutting;");}//打包public void box() {System.out.println(name + " boxing;");}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}}class Chpizza extends pizza {@Overridepublic void prepare() {System.out.println(name + "披萨准备");}}class DJpizza extends pizza {@Overridepublic void prepare() {System.out.println(name + "披萨准备");}}class order {public order() {pizza pizza = null;String ordertype;do {ordertype = getType();if (ordertype.equals("ch")) {pizza = new Chpizza();pizza.setName("ch");} else if (ordertype.equals("dj")) {pizza = new DJpizza();pizza.setName("dj");} else {break;}pizza.prepare();pizza.bake();pizza.cut();pizza.box();break;} while (true);}// 写一个方法，可以获取客户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 "";}}}

实现效果：

传统的方式的优缺点

1) 优点是比较好理解，简单易操作。

2) 缺点是违反了设计模式的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.

下面由工厂模式优化代码

简单工厂模式1（客户端不需要做任何修改，修改工厂和提供方）

传统的方式的优缺点

4) 改进的思路分析：修改代码可以接受，但是如果我们在其它的地方也有创建Pizza的代码，就意味 着，也需要修改，而创建Pizza的代码，往往有多处。

思路：把创建Pizza对象封装到一个类中，这样我们有新的Pizza种类时，只需要修改该 类就可，其它有创建到Pizza对象的代码就不需要修改了.-> 简单工厂模式

简单工厂模式基本介绍

1) 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 2) 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) 3) 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.

package simplefactory;/* <---这是包名-*- coding:utf-8 -*-作者：bob-coding日期：09月30日16:27敲码百遍，其意多见！！冲冲冲！！！*/import java.io.BufferedReader;import java.io.IOException;import java.io.InputStreamReader;public class pizzastore2 {public static void main(String[] args) {new order(new SimpleFactory());}}abstract class pizza {protected String name; //名字//准备原材料, 不同的披萨不一样，因此，我们做成抽象方法public abstract void prepare();public void bake() {System.out.println(name + " baking;");}public void cut() {System.out.println(name + " cutting;");}//打包public void box() {System.out.println(name + " boxing;");}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}}class gpPizza extends pizza {@Overridepublic void prepare() {System.out.println(name + "披萨准备");}}class juPizza extends pizza {@Overridepublic void prepare() {System.out.println(name + "披萨准备");}}class order {//定义一个简单工厂对象SimpleFactory simpleFactory;pizza pizza = null;//构造器public order(SimpleFactory simpleFactory) {setFactory(simpleFactory);}//设置简单工厂public void setFactory(SimpleFactory simpleFactory) {this.simpleFactory = simpleFactory;do {pizza = simpleFactory.createpizza(getType());if (pizza != null) {pizza.prepare();pizza.bake();pizza.cut();pizza.box();} else {System.out.println("订购失败");break;}} while (true);}// 写一个方法，可以获取客户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 "";}}}class SimpleFactory {public pizza createpizza(String orderType) {pizza pizza = null;System.out.println("使用简单工厂模式");if (orderType.equals("gp")) {pizza = new gpPizza();pizza.setName(" gp披萨 ");} else if (orderType.equals("ju")) {pizza = new juPizza();pizza.setName(" ju披萨 ");}return pizza;}}

如果要加新的pizza类型，只需要加新的pizza类和在SimpleFactory添加if-else即可。

简单工厂模式 也叫 静态工厂模式

设置为静态可以简化代码，但对有多形式的工厂不友好

package staticfactory;/* <---这是包名-*- coding:utf-8 -*-作者：bob-coding日期：09月30日16:27敲码百遍，其意多见！！冲冲冲！！！*/import java.io.BufferedReader;import java.io.IOException;import java.io.InputStreamReader;public class pizzastore3 {public static void main(String[] args) {new order();}}class order {//定义一个简单工厂对象// SimpleFactory simpleFactory;pizza pizza = null;//构造器public order() {do {pizza = SimpleFactory.createpizza(getType());if (pizza != null) {pizza.prepare();pizza.bake();pizza.cut();pizza.box();} else {System.out.println("订购失败");break;}} while (true);}// 写一个方法，可以获取客户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 "";}}}class SimpleFactory {//静态方法public static pizza createpizza(String orderType) {pizza pizza = null;System.out.println("使用简单工厂模式");if (orderType.equals("kl")) {pizza = new klPizza();pizza.setName(" kl披萨 ");} else if (orderType.equals("pu")) {pizza = new puPizza();pizza.setName(" pu披萨 ");}return pizza;}}abstract class pizza {protected String name; //名字//准备原材料, 不同的披萨不一样，因此，我们做成抽象方法public abstract void prepare();public void bake() {System.out.println(name + " baking;");}public void cut() {System.out.println(name + " cutting;");}//打包public void box() {System.out.println(name + " boxing;");}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}}class klPizza extends pizza {@Overridepublic void prepare() {System.out.println(name + "披萨准备");}}class puPizza extends pizza {@Overridepublic void prepare() {System.out.println(name + "披萨准备");}}

评价：考虑到项目的规模，以及软件的可维护性、可扩展性，简单工厂模式并不是特别好

工厂方法模式

工厂方法模式介绍

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。

披萨项目新的需求：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。

UML设计：createPizza()做成抽象的，具体功能下沉到子类

package factorymethod;/* <---这是包名-*- coding:utf-8 -*-作者：bob-coding日期：09月30日17:28敲码百遍，其意多见！！冲冲冲！！！*/import java.io.BufferedReader;import java.io.IOException;import java.io.InputStreamReader;public class pizzastore4 {public static void main(String[] args) throws IOException {System.out.println("请输入你的地址：");BufferedReader str = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));String loc = str.readLine();if (loc.equals("BJ")) {//创建北京口味的各种Pizzanew BJOrderPizza();} else {//创建伦敦口味的各种Pizzanew LDOrderPizza();}}}class LDOrderPizza extends OrderPizza{pizza pizza = null;@Overridepizza createPizza(String orderType) {if(orderType.equals("cheese")){pizza = new LDCheesePizza();}else if(orderType.equals("pepper")){pizza = new LDPepperPizza();}return pizza;}}class BJOrderPizza extends OrderPizza{pizza pizza = null;@Overridepizza createPizza(String orderType) {if(orderType.equals("cheese")){pizza = new BJCheesePizza();}else if(orderType.equals("pepper")){pizza = new BJPepperPizza();}else{System.out.println("没有这种披萨");return null;}return pizza;}}abstract class OrderPizza {//定义一个抽象方法，createPizza , 让各个工厂子类自己实现abstract pizza createPizza(String orderType);// 构造器public OrderPizza() {pizza pizza = null;String orderType = "";do {orderType = getType();pizza = createPizza(orderType); //抽象方法，由工厂子类完成//输出pizza 制作过程pizza.prepare();pizza.bake();pizza.cut();pizza.box();} while (true);}// 写一个方法，可以获取客户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 "";}}}class BJCheesePizza extends pizza {@Overridepublic void prepare() {setName("北京的奶酪pizza");System.out.println(" 北京的奶酪pizza 准备原材料");}}class BJPepperPizza extends pizza {@Overridepublic void prepare() {setName("北京的胡椒pizza");System.out.println(" 北京的胡椒pizza 准备原材料");}}class LDCheesePizza extends pizza {@Overridepublic void prepare() {setName("伦敦的奶酪pizza");System.out.println(" 伦敦的奶酪pizza 准备原材料");}}class LDPepperPizza extends pizza {@Overridepublic void prepare() {setName("伦敦的胡椒pizza");System.out.println(" 伦敦的胡椒pizza 准备原材料");}}abstract class pizza {protected String name; //名字//准备原材料, 不同的披萨不一样，因此，我们做成抽象方法public abstract void prepare();public void bake() {System.out.println(name + " baking;");}public void cut() {System.out.println(name + " cutting;");}//打包public void box() {System.out.println(name + " boxing;");}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}}

抽象工厂模式（工厂簇，客户端不会被影响）

基本介绍

1) 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 2) 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。 3) 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)。 4) 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。

UML类图分析：

package absfactory;/* <---这是包名-*- coding:utf-8 -*-作者：bob-coding日期：09月30日17:28敲码百遍，其意多见！！冲冲冲！！！*/import singlefactory.pizza.CheesePizza;import java.io.BufferedReader;import java.io.IOException;import java.io.InputStreamReader;import java.util.Scanner;public class pizzastore5 {public static void main(String[] args){do{Scanner scanne = new Scanner(System.in);System.out.println("请输入你要订购的商店:");String scanner = scanne.nextLine();if(scanner.equals("LD")){new orderpizza(new LDPizza());}else if(scanner.equals("BJ")){new orderpizza(new BJPizza());}else{System.out.println("你输入的不对");break;}}while(true);}}class orderpizza{Absfactory factory;// 构造器public orderpizza(Absfactory factory) {setFactory(factory);}private void setFactory(Absfactory factory) {pizza pizza = null;String orderType = ""; // 用户输入this.factory = factory;do {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 = factory.createpizza(orderType);if (pizza != null) { // 订购okpizza.prepare();pizza.bake();pizza.cut();pizza.box();} else {System.out.println("订购失败");break;}} while (true);}// 写一个方法，可以获取客户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 "";}}}class LDPizza implements Absfactory{@Overridepublic pizza createpizza(String orderType) {System.out.println("~使用的是抽象工厂模式~");// TODO Auto-generated method stubpizza pizza = null;if(orderType.equals("cheese")) {pizza = new LDCheesePizza();} else if (orderType.equals("pepper")){pizza = new LDPepperPizza();}return pizza;}}class BJPizza implements Absfactory{@Overridepublic pizza createpizza(String orderType) {System.out.println("~使用的是抽象工厂模式~");// TODO Auto-generated method stubpizza pizza = null;if(orderType.equals("cheese")) {pizza = new BJCheesePizza();} else if (orderType.equals("pepper")){pizza = new BJPepperPizza();}return pizza;}}interface Absfactory{public pizza createpizza(String createpizza);}class BJCheesePizza extends pizza {@Overridepublic void prepare() {setName("北京的奶酪pizza");System.out.println(" 北京的奶酪pizza 准备原材料");}}class BJPepperPizza extends pizza {@Overridepublic void prepare() {setName("北京的胡椒pizza");System.out.println(" 北京的胡椒pizza 准备原材料");}}class LDCheesePizza extends pizza {@Overridepublic void prepare() {setName("伦敦的奶酪pizza");System.out.println(" 伦敦的奶酪pizza 准备原材料");}}class LDPepperPizza extends pizza {@Overridepublic void prepare() {setName("伦敦的胡椒pizza");System.out.println(" 伦敦的胡椒pizza 准备原材料");}}abstract class pizza {protected String name; //名字//准备原材料, 不同的披萨不一样，因此，我们做成抽象方法public abstract void prepare();public void bake() {System.out.println(name + " baking;");}public void cut() {System.out.println(name + " cutting;");}//打包public void box() {System.out.println(name + " boxing;");}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}}

工厂模式在JDK-Calendar 应用的源码分析

1) JDK 中的Calendar类中，就使用了简单工厂模式

工厂模式小结

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。有的书上说，变量不要直接持有具体类的引用。

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。