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002-创建型-00-简单工厂【非23种GOF设计模式】

设计模式 简单 创建 工厂 23 002 00 GoF
2023-09-14 09:08:46 时间

一、概述

　　简单工厂模式是属于创建型模式，又叫做静态工厂方法（Static Factory Method）模式，但不属于23种GOF设计模式之一。

　　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，简单来说就是，通过专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式，可以理解为是不同工厂模式的一个特殊实现。

　　有一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例

1.1、使用场景

　　工厂类负责创建的对象比较少

　　客户端（应用层）只知道传入工厂类的参数对于如何创建对象（逻辑）不关心

　　由于简单工厂很容易违反高内聚责任分配原则，因此一般只在很简单的情况下应用。

1.2、优缺点

优点：简单工厂模式中，工厂类是整个模式的关键所在。它包含必要的判断逻辑，能够根据外界给定的信息，决定究竟应该创建哪个具体类的对象。用户在创建时可以直接使用工厂类去创建所需的实例，而无需去了解这些对象是如何创建以及如何组织的，明确区分了各自的职责和权力，有利于整个软件体系结构的优化。

缺点：很明显简单工厂模式的缺点也体现在其工厂类上，由于工厂类集中了所有实例的创建逻辑，容易违反GRASPR的高内聚的责任分配原则，另外，当系统中的具体产品类不断增多时，可能会出现要求更改相应工厂类的情况，拓展性并不是很好。

1.3、类图角色以及职责

 　　1、工厂（Creater）角色

　　　　简单工厂模式的核心，它负责实现创建所有实例的内部逻辑。工厂类可以被外界直接调用，创建所需的产品对象。（FruitFactory类）

　　 2、抽象（Product）角色

　　　　简单工厂模式所创建的所有对象的父类，它负责描述所有实例所共有的公共接口。（Fruit接口）

　　 3、具体产品（Concrete Product）角色

　　　　简单工厂模式所创建的具体实例对象。（Apple类与Banana类）

1.4、演进

版本一、基础使用

public class Apple {
    public void get() {
        System.out.println("采集苹果");
    }
}
public class Banana {
    public void get() {
        System.out.println("采集香蕉");
    }
}

用户使用

    @Test
    public void base001() {
        //实例化Apple
        Apple apple = new Apple();
        //实例化Banana
        Banana banana = new Banana();

        apple.get();
        banana.get();
    }

版本二、相似功能的抽取，抽象化【接口化】

public interface Fruit {
    void get();
}

上述两个类实现

public class Apple implements Fruit {
    public void get() {
        System.out.println("采集苹果");
    }
}
public class Banana implements Fruit{
    public void get() {
        System.out.println("采集香蕉");
    }
}

测试使用

    @Test
    public void base002() {
        //实例化Apple，用到了多态
        Fruit apple = new Apple();
        //实例化Banana，用到了多态
        Fruit banana = new Banana();

        apple.get();
        banana.get();
    }

版本三、简单工厂模式的基本使用

　　简单工厂模式则是通过专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类，上面的代码可以看出Apple与Banana实现了同一个接口，所以我们还需要创建一个工厂类来专门创建Apple与Banana的实例，继续改进 

在版本二的接口基础上增加一个工厂类

public class FruitFactory001 {
    //获取Apple的实例，用static修饰，方便使用
    public static Fruit getApple() {
        return new Apple();
    }

    //获取Banana的实例，用static修饰，方便使用
    public static Fruit getBanana() {
        return new Banana();
    }
}

测试

    @Test
    public void base003() {
        //实例化Apple，用到了工厂类
        Fruit apple = FruitFactory001.getApple();
        //实例化Banana，用到了工厂类
        Fruit banana = FruitFactory001.getBanana();

        apple.get();
        banana.get();
    }

版本四、简单工厂模式的基本使用【工厂优化一】

　　上述的工厂类还不够好，例子中只有两个实例对象，但如果例子多了以后，工厂类就会产生很多很多的get方法。所以进行如下优化

public class FruitFactory002 {
    public static Fruit getFruit(String type) throws InstantiationException, IllegalAccessException {
        //不区分大小写
        if (type.equalsIgnoreCase("Apple")) {
            return Apple.class.newInstance();
        } else if (type.equalsIgnoreCase("Banana")) {
            return Banana.class.newInstance();
        } else {
            System.out.println("找不到相应的实体类");
            return null;
        }
    }
}

测试

    @Test
    public void base004() throws Exception {
        //实例化Apple，用到了工厂类
        Fruit apple = FruitFactory002.getFruit("apple");
        //实例化Banana，用到了工厂类
        Fruit banana = FruitFactory002.getFruit("banana");

        apple.get();
        banana.get();
    } 

版本五、简单工厂模式的基本使用【工厂优化二】

　　上述可以根据传入的参数动态的创建实例对象，而且传入的参数还可以自定义，非常的灵活，但缺点也很明显，工厂类中有大量的判断。

public class FruitFactory003 {
    public static Fruit getFruit(String type) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        Class fruit = Class.forName(type);
        return (Fruit) fruit.newInstance();
    }
}

测试

    @Test
    public void base005() throws Exception {
        //实例化Apple，用到了工厂类
        Fruit apple = FruitFactory003.getFruit("com.github.bjlhx15.patterns.base.create.samplefactory.Apple");
        //实例化Banana，用到了工厂类
        Fruit banana = FruitFactory003.getFruit("com.github.bjlhx15.patterns.base.create.samplefactory.Banana");

        apple.get();
        banana.get();
    }

这种方法可以看到，工厂类非常的简洁，但主方法在调用时，输入的参数就固定了，必须为实例类名，不像上一种方法那么灵活。

二、扩展

2.1、JDK1.8 Calendar类中的简单工厂

Calendar.java类，Ctrl+F12查看方法列表中的getInstance()方法，中的createCalendar 使用了简单工厂模式创建对象

    private static Calendar createCalendar(TimeZone zone,
                                           Locale aLocale)
    {
        CalendarProvider provider =
            LocaleProviderAdapter.getAdapter(CalendarProvider.class, aLocale)
                                 .getCalendarProvider();
        if (provider != null) {
            try {
                return provider.getInstance(zone, aLocale);
            } catch (IllegalArgumentException iae) {
                // fall back to the default instantiation
            }
        }

        Calendar cal = null;

        if (aLocale.hasExtensions()) {
            String caltype = aLocale.getUnicodeLocaleType("ca");
            if (caltype != null) {
                switch (caltype) {
                case "buddhist":
                cal = new BuddhistCalendar(zone, aLocale);
                    break;
                case "japanese":
                    cal = new JapaneseImperialCalendar(zone, aLocale);
                    break;
                case "gregory":
                    cal = new GregorianCalendar(zone, aLocale);
                    break;
                }
            }
        }
        if (cal == null) {
            // If no known calendar type is explicitly specified,
            // perform the traditional way to create a Calendar:
            // create a BuddhistCalendar for th_TH locale,
            // a JapaneseImperialCalendar for ja_JP_JP locale, or
            // a GregorianCalendar for any other locales.
            // NOTE: The language, country and variant strings are interned.
            if (aLocale.getLanguage() == "th" && aLocale.getCountry() == "TH") {
                cal = new BuddhistCalendar(zone, aLocale);
            } else if (aLocale.getVariant() == "JP" && aLocale.getLanguage() == "ja"
                       && aLocale.getCountry() == "JP") {
                cal = new JapaneseImperialCalendar(zone, aLocale);
            } else {
                cal = new GregorianCalendar(zone, aLocale);
            }
        }
        return cal;
    }

查看UML类图，选中Calendar，Ctrl+Alt+Shfit+U,选中Java class diagrams生成Calendar类相关的类图；Ctrl+Alt+B可以显示该类的实现类。

　　

 

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