java工厂设计模式

1、java工厂设计模式The Factory Pattern（工厂模式）java工厂设计模式学习问题n随着经济的全球化，一个软件可能要在全球销售。因此，我们设计的软件应该能够通过简单的配置就可以适应不同的国家。n本讲所学的知识将能提供一种有助于解决此问题的方法。java工厂设计模式对象创建问题n关于new:n按照面向抽象的设计原则，我们应该面向接口编程而不是面向实现编程。但是我们每次使用new时，是不是正在违背这一原则呢？我们想用接口但却必须建立一个具体类的实例Duck duck = new MallardDuck()java工厂设计模式问题n当你拥有一组相关的具体类时，你常常被迫写出类似下面的

2、代码：Duck duck;If (picnic) duck=new MallardDuck(); else if (hunting) duck=new DecoyDuck(); else if (inBathTub) duck=new RubberDuck();这样做的原因是直到运行时我们才知道需要实例化那个类。这样做的后果是如果应用要做变化或扩展，往往要修改这段代码。这使得维护困难并容易引入错误。java工厂设计模式问题在哪里？是new的问题吗？n从技术上来说，new并没有任何问题。new是java最基本的部分。真正的问题在于“变化”n如果对接口编程，我们可实现与许多“变化”的隔离，因为通过

3、多态机制，你的代码对于实现接口的新类依然适用。但是使用具体类麻烦就来了，因为增加新的具体类时相应代码可能就必须修改。java工厂设计模式怎么办呢？nDuck duck = new MallardDuck()n上面这段代码所在的模块与MallardDuck模块形成了耦合。java工厂设计模式再回忆我们前面提出的面向对象设计的原则 识别应用的变化部分，并将之与固定的部分相分离。java工厂设计模式区分变化的部分下面我们来看一个例子Pizza店java工厂设计模式披萨java工厂设计模式PizzaStore类中的一段代码-订做pizzaPublic Class PizzaStore /Pizza o

4、rderPizza() Pizza pizza = new Pizza(); pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box(); return pizza;/真希望这是一个抽象类或者接口，可惜抽象类或接口都不能被实例化而且，我们有许多种pizza，所以我们增加一些代码，来确定合适的pizza种类，然后进行制作。java工厂设计模式修改后的代码Pizza orderPizza(String type) Pizza pizza; if (type.equals(“cheese”) pizza = new CheesePizza(); e

5、lse if (type.equals(“greek”) pizza = new GreekPizza(); else if (type.equals(“pepperoni”) pizza = new PepperoniPizza(); pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box(); return pizza;根据接受的类型，创建相应的pizza实例，并赋值给实例变量。（注意：各种pizza实现接口Pizza)传递pizza的类型给方法orderPizza每一种pizza子类型都知道其制作方法java工厂设计模式由于市场竞争。n

6、其他pizza店推出了新产品，我们也得增加！例如VeggiePizza。nGreekPizza最近不受欢迎，把它从菜单中取消。n于是。java工厂设计模式改！改！改！Pizza orderPizza(String type) Pizza pizza; if (type.equals(“cheese”) pizza = new CheesePizza(); else if (type.equals(“greek”) pizza = new GreekPizza(); else if (type.equals(“pepperoni”) pizza = new PepperoniPizza(); e

7、lse if (type.equals(“veggie”) pizza = new VeggiePizza(); pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box(); return pizza;变与不变java工厂设计模式变与不变Pizza orderPizza(String type) Pizza pizza; if (type.equals(“cheese”) pizza = new CheesePizza(); else if (type.equals(“greek”) pizza = new GreekPizza(); els

8、e if (type.equals(“pepperoni”) pizza = new PepperoniPizza(); else if (type.equals(“veggie”) pizza = new VeggiePizza(); pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box(); return pizza;这是变化的部分。随着Pizza菜单的变化，这部分要跟着不断地变。这部分是不变的部分。java工厂设计模式分离Pizza orderPizza(String type) Pizza pizza; if (type.equal

9、s(“cheese”) pizza = new CheesePizza(); else if (type.equals(“greek”) pizza = new GreekPizza(); else if (type.equals(“pepperoni”) pizza = new PepperoniPizza(); else if (type.equals(“veggie”) pizza = new VeggiePizza(); pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box(); return pizza;把这部分封装在一个只管如何

10、创建pizza的对象中if (type.equals(“cheese”) pizza = new CheesePizza(); else if (type.equals(“greek”) pizza = new GreekPizza(); else if (type.equals(“pepperoni”) pizza = new PepperoniPizza(); else if (type.equals(“veggie”) pizza = new VeggiePizza(); 将创建pizza对象的代码从orderPizza方法中分离出去专管制作pizza的对象java工厂设计模式我们将专管

11、制作pizza的对象叫做Pizza工厂Pizza orderPizza(String type) Pizza pizza; pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box(); return pizza;PizzaFactory要求制作pizzapizza这样，orderPizza方法就成为PizaFactory的客户。java工厂设计模式Pizza工厂-SimplePizzaFactorypublic class SimplePizzaFactory public Pizza createPizza(String type) Piz

12、za pizza=null; if (type.equals(“cheese”) pizza = new CheesePizza(); else if (type.equals(“pepperoni”) pizza = new PepperoniPizza(); else if (type.equals(“veggie”) pizza = new VeggiePizza(); return pizza; Pizza工厂中定义了 “生产”pizza的方法。所有客户都可以用它来实例化新的pizza对象这部分代码就是从orderPizza()方法中抽出来的。和原来的方法一样，也是通过参数确定pizz

13、a的种类。java工厂设计模式思考一下！n这看来好像我们只是把问题从一个对象推给了另一个对象！这样做有什么好处呢？n可以解除客户代码（PizzaStore）与具体Pizza的耦合。nSimplePizzaFactory可以有许多个客户，这样，当实现改变时我们只需要修改SimplePizzaFactory，而不需修改众多的客户。n提高了聚合度，PizzaStore的职责是使用pizza对象， SimplePizzaFactory的职责是决定创建什么样的pizza对象。java工厂设计模式重写PizzaStore类public class PizzaStore SimplePizzaFactory

14、 factory; public PizzaStore(SimplePizzaFactory factory) this.factory = factory; public Pizza orderPizza(String type) Pizza pizza; pizza=factory.createPizza(type); pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box(); return pizza; /other methods herejava工厂设计模式简单工厂模式PizzaStoreorderPizza()SimplePiz

15、zaFactorycreatePizza()PizzaPrepare()Bake()Cut()Box()CheesePizzaVeggiePizzaClamPizzaPepperoniPizzaPizza可以是一个抽象类，也可以是一个接口。PizzaStore1orderPizza()框架框架的对外接口java工厂设计模式简单工厂模式ClientorderProduct()SimpleFactorycreateProduct()AbstractProductmethodOfProduct()Product1Product2Product3Productn有人认为这还不是一个真正的模式，只是一种

16、程序设计的习惯。java工厂设计模式授权pizza店n我们的pizza店非常成功，许多人都想开设我们的授权加盟店。n但是，不同地区的加盟pizza店可能希望供应不同口味的pizza。怎么解决这个问题呢？java工厂设计模式解决方法之一：建立不同的工厂n建立不同的工厂：如NYPizzaFactory、 ChicagoPizzaFactory、 CaliforniaPizzaFactory,在PizzaStore中包含相应工厂的实例。其代码类似于：/该pizza店提供纽约风味的pizzaNYPizzaFactory nyFactory=new NYPizzaFactory();/建立一个生产纽约风

17、味pizza的工厂PizzaStore nyStore=new PizzaStore(nyFactory);/建立一个pizza店，引用纽约风味pizza的工厂nyStore.orderPizza(“Veggie”);/生产的是纽约风味的pizza/该pizza店提供芝加哥风味的pizzaChicagoPizzaFactory chicagoFactory=new ChicagoPizzaFactory();PizzaStore chicagoStore=new PizzaStore(chicagoFactory);chicagoStore.orderPizza(“Veggie”);java工

18、厂设计模式抽象工厂模式n这么多工厂，可以再增加抽象层n让我们一起来设计java工厂设计模式AbstractFactorycreateProduct()ConcreteFactorycreateProduct()java工厂设计模式另一种解决方法-工厂方法模式n思路：改写的PizzaStore，将createPizza()方法放回到PizzaStore，但是声明为抽象方法，然后，为每一种地方风味创建一个PizzaStore的子类。java工厂设计模式改造后的PizzaStore的代码public abstract class PizzaStore public Pizza orderPizza(

19、String type) Pizza pizza = createPizza(type); pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box(); return pizza; abstract Pizza createPizza(String type);在PizzaStore内调用自身的一个方法来制造pizza，而不是使用一个factory对象factory对象成了这里的一个抽象方法下面我们需要PizzaStore的各种子类（对应不同的地区风味）java工厂设计模式让子类做决定PizzaStorecreatePizza()orderP

20、izza()NYPizzaStorecreatePizza()ChicagoPizzaStorecreatePizza()Pizza createPizza(String item) if (item.equals(“奶酪奶酪) return new NYStyleCheesePizza(); else if (item.equals(“蔬菜蔬菜) return new NYStyleVeggiePizza(); else if (item.equals(“卡姆卡姆) return new NYStyleClamPizza(); else if (item.equals(“辣香肠辣香肠) re

21、turn new NYStylePepperoniPizza(); else return null; java工厂设计模式讨论：为什么说是由子类做决定的？PizzaStorecreatePizza()orderPizza()NYPizzaStorecreatePizza()ChicagoPizzaStorecreatePizza()public abstract class PizzaStore public Pizza orderPizza(String type) Pizza pizza = createPizza(type); pizza.prepare(); pizza.bake()

22、; pizza.cut(); pizza.box(); return pizza; abstract Pizza createPizza(String type);java工厂设计模式现在让我们来编写子类NYPizzaStorePizzaStorecreatePizza()orderPizza()NYPizzaStorecreatePizza()ChicagoPizzaStorecreatePizza()public class NYPizzaStore extends PizzaStore Pizza createPizza(String item) if (item.equals(“奶酪奶

23、酪) return new NYStyleCheesePizza(); else if (item.equals(“蔬菜蔬菜) return new NYStyleVeggiePizza(); else if (item.equals(“卡姆卡姆) return new NYStyleClamPizza(); else if (item.equals(“辣香肠辣香肠) return new NYStylePepperoniPizza(); else return null; java工厂设计模式怎么编写子类ChicagoPizzaStore?试试看java工厂设计模式声明工厂方法public

24、abstract class PizzaStore public Pizza orderPizza(String type) Pizza pizza = createPizza(type); pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box(); return pizza; abstract Pizza createPizza(String type);实例化pizza的责任现在由一个方法承担。该方法相当于一个工厂。我们称之为工厂方法。PizzaStore的子类用createPizza()方法处理对象的实例化。java工厂设计模式声明工

25、厂方法abstract Pizza createPizza(String type);abstract Product factoryMethod(String type);n工厂方法是抽象的，在一个超类中定义。必须由子类来实现。n工厂方法返回一个产品，该产品通常在其所在类的方法中定义。（如orderPizza()）n工厂方法通常提供参数，用以选择一个产品的不同品种。n工厂方法将客户（超类中的方法，如PizzaStore中的orderPizza()）与具体的产品相隔离。java工厂设计模式工厂方法怎么工作？n假定张三喜欢纽约风味的pizza，李四喜欢芝加哥风味的pizza。n需要相应Pizza

26、店的实例n调用orderPizza()订购想要的pizza品种ncreatePizza()被调用，并返回pizza到orderPizza()方法。n尽管不知道是什么pizza，但orderPizza()仍知道对它进行后续处理。java工厂设计模式以张三订购pizza为例nPizzaStore nyPizzaStore=new NYPizzaStore();nnyPizzaStore.orderPizza(“cheese”) n在orderPizza()方法中 Pizza pizza=createPizza (“cheese”) ；n在orderPizza()方法中 pizza.prepare(

27、); pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box();java工厂设计模式忘记了产品:pizza,先来个抽象的import java.util.ArrayList;public abstract class Pizza String name;String dough; /生面团String sauce;ArrayList toppings = new ArrayList();void prepare() System.out.println(Preparing + name);System.out.println(Tossing dough.);System.o

28、ut.println(Adding sauce.);System.out.println(Adding toppings: );for (int i = 0; i toppings.size(); i+) System.out.println( + toppings.get(i);void bake() System.out.println(Bake for 25 minutes at 350);void cut() System.out.println(Cutting the pizza into diagonal slices);void box() System.out.println(

29、Place pizza in official PizzaStore box); public String getName() return name;java工厂设计模式再来个具体的public class NYStyleCheesePizza extends Pizza public NYStyleCheesePizza() name = NY Style Sauce and Cheese Pizza;dough = Thin Crust Dough;sauce = Marinara Sauce;toppings.add(Grated Reggiano Cheese);Marinara

30、(mariners) sauce is an Italian red sauce usually made with tomatoes, garlic, herbs (such as basil), and onionjava工厂设计模式再来个另一风味的public class ChicagoStyleCheesePizza extends Pizza public ChicagoStyleCheesePizza() name = Chicago Style Deep Dish Cheese Pizza;dough = Extra Thick Crust Dough;sauce = Plum

31、Tomato Sauce;toppings.add(Shredded Mozzarella Cheese);void cut() System.out.println(Cutting the pizza into square slices);java工厂设计模式测试主类public class PizzaTestDrive public static void main(String args) PizzaStore nyStore = new NYPizzaStore();PizzaStore chicagoStore = new ChicagoPizzaStore();Pizza piz

32、za = nyStore.orderPizza(cheese);System.out.println(“张三 ordered a + pizza.getName() + n);pizza = chicagoStore.orderPizza(cheese);System.out.println(“李四 ordered a + pizza.getName() + n);java工厂设计模式工厂方法模式中的类创建者类 The Creator classesPizzaStorecreatePizza()orderPizza()NYPizzaStorecreatePizza()ChicagoPizzaS

33、torecreatePizza()Abstract creatorConcrete creatorsjava工厂设计模式工厂方法模式中的类产品类 The Product classesPizzaNYStyleCheesePizzaChicagoStyleCheesePizzacreatePizza()NYStylePepperoniPizzaNYStyleCalmPizzaNYStyleVeggiePizzaChicagoStylePepperoniPizzacreatePizza()ChicagoStyleCalmPizzacreatePizza()ChicagoStyleVeggiePiz

34、zacreatePizza()Abstract productConcrete productsjava工厂设计模式工厂方法模式的正式定义n在类中定义一个用于创建对象的接口方法，让其子类决定实例化哪一个类。通过这种做法，使得工厂方法的客户（工厂方法的使用者）不必了解具体应该实例化哪一个类。n如：pizza = pizzaStore.orderPizza(cheese);生产出来的匹萨是纽约风味的还是芝加哥风味的取决于pizzaStore引用的是哪个PizzaStore的子类java工厂设计模式工厂方法模式的结构ProductConcreteCreatorfactoryMethod()Concr

35、eteProductCreatorfactoryMethod()anOperationjava工厂设计模式总结：Factory Method模式n意图n定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法模式让一个类的实例化延迟到其子类。使得对象的创建与对象的使用分离开来。n别名n虚拟构造器java工厂设计模式工厂方法模式的优点与适用场景n优点n让用户代码与特定类Product的子类ConcretProduct的代码解耦。n用户不必知道它所使用的对象是怎么创建的，只需要知道这些对象的用法即可。n适用场景n希望让用户使用某些类，但不希望与这些类形成耦合（用new）。n用户需要一个类的子类的实例，但不知道该类有哪些子类可用。java工厂设计模式工厂方法模式的好处ProductConcreteCreatorfacto