java工厂设计模式课件.ppt

1、The Factory Pattern（工厂模式）,学习问题,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。 本讲所学的知识将能提供一种有助于解决此问题的方法。,对象创建问题,关于new: 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(),问题,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代码： Duck duck; If (picnic) duck=ne

2、w 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。,问题在哪里？是new的问题吗？,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” 如果对接口编程，我们可实现与许多“变化”的隔离，因为通过多态机制，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

3、增加新的具体类时相应代码可能就必须修改。,怎么办呢？,Duck duck = new MallardDuck() 上面这段代码所在的模块与MallardDuck模块形成了耦合。,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。,区分变化的部分,下面我们来看一个例子 Pizza店,披萨,PizzaStore类中的一段代码-订做pizza,Public Class PizzaStore / Pizza orderPizza() Pizza pizza = new Pizza(); pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut

4、(); 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。,修改后的代码,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(“pepper

5、oni”) 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,由于市场竞争。,其他pizza店推出了新产品，我们也得增加！例如VeggiePizza。 GreekPizza最近不受欢迎，把它从菜单中取消。 于是。,改！改！改！,Pizza orderPi

6、zza(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(); else if (type.equals(“veggie”) pizza = new VeggiePizza(); pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cu

7、t(); pizza.box(); return pizza; ,变与不变,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(); else if (type.equals(“pepperoni”) pizza = new PepperoniPizza(); else if (type.equals(“veggie”) pizza = ne

8、w 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。,分离,Pizza orderPizza(String type) Pizza pizza; if (type.equals(“cheese”) pizza = new CheesePizza(); else if (type.equals(“greek”) pizza = new GreekPizza(); else if (typ

9、e.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创建pizza的对象中,if (type.equals(“cheese”) pizza = new CheesePizza(); else if (type.equals(“greek”) pizza = ne

10、w 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,我们将专管制作pizza的对象叫做Pizza工厂,Pizza orderPizza(String type) Pizza pizza; pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); p

11、izza.box(); return pizza; ,PizzaFactory,要求制作pizza,pizza,这样，orderPizza方法就成为PizaFactory的客户。,Pizza工厂-SimplePizzaFactory,public class SimplePizzaFactory public Pizza createPizza(String type) Pizza pizza=null; if (type.equals(“cheese”) pizza = new CheesePizza(); else if (type.equals(“pepperoni”) pizza =

12、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pizza的种类。,思考一下！,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？ 可以解除客户代码（PizzaStore）与具体Pizza的耦合。 SimplePizzaFactory可以有许多个客户

13、，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。 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。,重写PizzaStore类,public class PizzaStore SimplePizzaFactory factory; public PizzaStore(SimplePizzaFactory factory) this.factory = factory; public Pizza orderPizza(String type) Pizza pi

14、zza; pizza=factory.createPizza(type); pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box(); return pizza; /other methods here ,简单工厂模式,Pizza可以是一个抽象类，也可以是一个接口。,框架,框架的 对外接口,简单工厂模式,有人认为这还不是一个真正的模式，只是一种程序设计的习惯。,授权pizza店,我们的pizza店非常成功，许多人都想开设我们的授权加盟店。 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？,解决方法之一：

15、建立不同的工厂,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pizza NYPizzaFactory nyFactory=new NYPizzaFactory();/建立一个生产纽约风味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

16、纽约风味的pizza /该pizza店提供芝加哥风味的pizza ChicagoPizzaFactory chicagoFactory=new ChicagoPizzaFactory(); PizzaStore chicagoStore=new PizzaStore(chicagoFactory); chicagoStore.orderPizza(“Veggie”);,抽象工厂模式,这么多工厂，可以再增加抽象层 让我们一起来设计,另一种解决方法-工厂方法模式,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

17、创建一个PizzaStore的子类。,改造后的PizzaStore的代码,public 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); ,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,

18、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）,让子类做决定,ChicagoPizzaStore,createPizza(),Pizza createPizza(String item) if (item.equals(“奶酪) return new NYStyleCheesePizza(); else if (item.equals(“蔬菜) return new NYStyleVeggiePizza(); else if (item.equals(“卡姆) return new NYStyleClamPizza(); else i

19、f (item.equals(“辣香肠) return new NYStylePepperoniPizza(); else return null; ,讨论：为什么说是由子类做决定的？,ChicagoPizzaStore,createPizza(),public abstract class PizzaStore public Pizza orderPizza(String type) Pizza pizza = createPizza(type); pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box(); return pizza; a

20、bstract Pizza createPizza(String type); ,现在让我们来编写子类NYPizzaStore,ChicagoPizzaStore,createPizza(),public class NYPizzaStore extends PizzaStore Pizza createPizza(String item) if (item.equals(“奶酪) return new NYStyleCheesePizza(); else if (item.equals(“蔬菜) return new NYStyleVeggiePizza(); else if (item.e

21、quals(“卡姆) return new NYStyleClamPizza(); else if (item.equals(“辣香肠) return new NYStylePepperoniPizza(); else return null; ,怎么编写子类ChicagoPizzaStore?,试试看,声明工厂方法,public abstract class PizzaStore public Pizza orderPizza(String type) Pizza pizza = createPizza(type); pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.

22、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。,声明工厂方法,abstract Pizza createPizza(String type); abstract Product factoryMethod(String type); 工厂方法是抽象的，在一个超类中定义。必须由子类来实现。 工厂方法返回一个产品，该产品通常在其所在类

23、的方法中定义。（如orderPizza()） 工厂方法通常提供参数，用以选择一个产品的不同品种。 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。,工厂方法怎么工作？,假定张三喜欢纽约风味的pizza，李四喜欢芝加哥风味的pizza。 需要相应Pizza店的实例 调用orderPizza()订购想要的pizza品种 createPizza()被调用，并返回pizza到orderPizza()方法。 尽管不知道是什么pizza，但orderPizza()仍知道对它进行后续处理。,以张三订购pizza为例,PizzaStore nyPizzaS

24、tore=new NYPizzaStore(); nyPizzaStore.orderPizza(“cheese”) 在orderPizza()方法中 Pizza pizza=createPizza (“cheese”) ； 在orderPizza()方法中 pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box();,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

25、 sauce; ArrayList toppings = new ArrayList(); void prepare() System.out.println(Preparing + name); System.out.println(Tossing dough.); System.out.println(Adding sauce.); System.out.println(Adding toppings: ); for (int i = 0; i toppings.size(); i+) System.out.println( + toppings.get(i); void bake() S

26、ystem.out.println(Bake for 25 minutes at 350); void cut() System.out.println(Cutting the pizza into diagonal slices); void box() System.out.println(Place pizza in official PizzaStore box); public String getName() return name; ,再来个具体的,public class NYStyleCheesePizza extends Pizza public NYStyleCheese

27、Pizza() name = NY Style Sauce and Cheese Pizza; dough = Thin Crust Dough; sauce = Marinara Sauce; toppings.add(Grated Reggiano Cheese); ,Marinara (mariners) sauce is an Italian red sauce usually made with tomatoes, garlic, herbs (such as basil), and onion,再来个另一风味的,public class ChicagoStyleCheesePizz

28、a extends Pizza public ChicagoStyleCheesePizza() name = Chicago Style Deep Dish Cheese Pizza; dough = Extra Thick Crust Dough; sauce = Plum Tomato Sauce; toppings.add(Shredded Mozzarella Cheese); void cut() System.out.println(Cutting the pizza into square slices); ,测试主类,public class PizzaTestDrive p

29、ublic static void main(String args) PizzaStore nyStore = new NYPizzaStore(); PizzaStore chicagoStore = new ChicagoPizzaStore(); Pizza pizza = nyStore.orderPizza(cheese); System.out.println(“张三 ordered a + pizza.getName() + n); pizza = chicagoStore.orderPizza(cheese); System.out.println(“李四 ordered a

30、 + pizza.getName() + n); ,工厂方法模式中的类创建者类 The Creator classes,ChicagoPizzaStore,createPizza(),Abstract creator,Concrete creators,工厂方法模式中的类产品类 The Product classes,Abstract product,Concrete products,工厂方法模式的正式定义,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。 如： pizza = pizzaS

31、tore.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,工厂方法模式的结构,总结：Factory Method模式,意图 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。 别名 虚拟构造器,工厂方法模式的优点与适用场景,优点 让用户代码与特定类Product的子类ConcretProduct的代码解耦。 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。 适用场景 希望让用户使用某些类，但不希望与这些类形成耦合（用new）。 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。,工厂方法模式的好处,用户程序只需要和这些类打交道,总结：Factory Method参与者,Produ