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简单工厂模式(Simple Factory Pattern)

前言

  • 学习难度:★★☆☆☆
  • 使用频率:★★★☆☆

学会它。

开始吧

模式名称

中文:简单工厂模式

English: Simple Factory Pattern

含义:简单工厂模式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。因为在简单工厂模式中用于创建实例的方法是静态(static)方法,因此简单工厂模式又被称为静态工厂方法(Static Factory Method)模式,它属于类创建型模式。

问题

何时使用

简单工厂模式,我的理解是:某类产品的成产线。通过设置不同的参数,生产出同一类别下不同形态的产品。

举个例子:

手机生产线上,通过设置不同的参数既可以生成小米手机,也可以生成IPhone手机。


存在的问题

优点

工厂类是整个模式的关键.包含了必要的逻辑判断,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.通过使用工厂类,外界可以从直接创建具体产品对象的尴尬局面摆脱出来,仅仅需要负责“消费”对象就可以了。而不必管这些对象究竟如何创建及如何组织的.明确了各自的职责和权利,有利于整个软件体系结构的优化。

缺点

由于工厂类集中了所有实例的创建逻辑,违反了高内聚责任分配原则,将全部创建逻辑集中到了一个工厂类中;它所能创建的类只能是事先考虑到的,如果需要添加新的类,则就需要改变工厂类了。
当系统中的具体产品类不断增多时候,可能会出现要求工厂类根据不同条件创建不同实例的需求.这种对条件的判断和对具体产品类型的判断交错在一起,很难避免模块功能的蔓延,对系统的维护和扩展非常不利;
这些缺点在工厂方法模式中得到了一定的克服。

解决方案

先看 UML 图:

SimpleFactoryPattern UML
SimpleFactoryPattern UML



通过 Factory 类的 createProduct() 方法我们来得到 产品 A,产品 B 或者产品 C 的实例。

我用熟悉的 java 来实现

  • 需求:使用不同的统计图展示数据(eg: 折线图,饼状图,柱形图)
  • 分析:各个图形展示的数据是一样,只是展示方式不一样。且功能都是展示数据给用户分析。拥有共同的设置数据等一些方法。
  • try code ↓

1.抽取图表都有共同的方法 如:setData()


abstract class Chart {
    public void setData(Map<String, Float> data) {
        // do something same
    }

    public abstract void showChart();
}复制代码

2.创建三个图表的实现类

// 线形图
public class LineChart extends Chart {
    @Override
    public void setData(Map<String, Float> data) {
        super.setData(data);
    }

    @Override
    public void showChart() {
        // do something
         System.out.println("看到这句话就假装看到了折线图 ^^!");
    }
}复制代码
// 饼状图
public class PieChart extends Chart {
    @Override
    public void setData(Map<String, Float> data) {
        super.setData(data);
    }
    @Override
    public void showChart() {
        // do something
    }

}复制代码
// 柱状图
public class Histogram extends Chart {
    @Override
    public void setData(Map<String, Float> data) {
        super.setData(data);
    }
    @Override
    public void showChart() {
        // do something
    }
}复制代码

3.创建我们的图表工厂来生成图表

public class ChartFactory {
    public static final int FLAG_LINE_CHART = 0;
    public static final int FLAG_PIE_CHART = 1;
    public static final int FLAG_HISTOGRAM_CHART = 2;

    public static Chart getChart(int flag) {
        switch (flag) {
            case FLAG_LINE_CHART:
                return new LineChart();
            case FLAG_PIE_CHART:
                return new PieChart();
            case FLAG_HISTOGRAM_CHART:
                return new Histogram();
            default:
                return null;
        }
    }
}复制代码

最后再来试试效果

@Test
public void SimpleFactoryTest() {
       Chart chart = ChartFactory.getChart(ChartFactory.FLAG_LINE_CHART);
       if (chart != null)
           chart.showChart();
   }复制代码

测试结果:看到一条绿杠,并假装看到了 折线图



突然,我还想看看条形图。那就很简单,在新建个条形图的类。然后修改一下工厂类ChartFactory。看似简单,但是产品多的情况下每次都要去修改工厂类无疑会造成维护困难。逻辑复杂。代码臃肿,这时我们便可以使用反射来结束这个困惑。

我这样写

public static Chart getChart(String flag) {
     String className = getChartProperties(flag);
     Chart chart = null;
     try {
         chart = (Chart) Class.forName(className).newInstance();
     } catch (Exception e) {
         e.printStackTrace();
     }
     return chart;
 }
// 这里为了避免输入 包名+类名 实在是麻烦。我们就通过配置文件的方法来简化这些操作
 private static String getChartProperties(String flag) {
     Properties properties = new Properties();
     try {
         properties.load(new FileInputStream("chart.properties"));
     } catch (IOException e) {
         e.printStackTrace();
     }
     if (properties != null) {
         return properties.getProperty(flag);
     }
     return null;
 }复制代码

这是配置文件 chart.properties

# 折线图
lineChart=com.liumeng.designpattern.smpfactory.LineChart
# 饼图
pieChart=com.liumeng.designpattern.smpfactory.PieChart
# 柱状图
histogram=com.liumeng.designpattern.smpfactory.Histogram
# 条形图
barChart=com.liumeng.designpattern.smpfactory.BarChart复制代码

效果

你会有更好的方法,更巧妙的用法。加油。
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。
至此,简单工厂模式就能明白了吧。


更新中:
1. 什么是设计模式
2. 单例模式
3. 简单工厂模式
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