ylbtech-设计模式-工厂模式:工厂模式

工厂模式是我们最常用的实例化对象模式了,是用工厂方法代替new操作的一种模式。著名的Jive论坛,就大量使用了工厂模式,工厂模式在Java程序系统可以说是随处可见。因为工厂模式就相当于创建实例对象的new,我们经常要根据类Class生成实例对象,如A a=new A() 工厂模式也是用来创建实例对象的,所以以后new时就要多个心眼,是否可以考虑使用工厂模式,虽然这样做,可能多做一些工作,但会给你系统带来更大的可扩展性和尽量少的修改量

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中文名:工厂模式
外文名:factory pattern
本    质:工厂方法代替new操作
类    别:管理模式
俗    称:实例化对象模式
实    例:Jive论坛
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编程开发

工厂模式定义
我们以类Sample为例, 如果我们要创建Sample的实例对象:
Sample sample=new Sample();
可是,实际情况是,通常我们都要在创建sample实例时做点初始化的工作,比如赋值 查询数据库等。
首先,我们想到的是,可以使用Sample的构造函数,这样生成实例就写成:
Sample sample=new Sample(参数);
但是,如果创建sample实例时所做的初始化工作不是像赋值这样简单的事,可能是很长一段代码,如果也写入构造函数中,那你的代码很难看了(就需要Refactor重构)。
为什么说代码很难看,初学者可能没有这种感觉,我们分析如下,初始化工作如果是很长一段代码,说明要做的工作很多,将很多工作装入一个方法中,相当于将很多鸡蛋放在一个篮子里,是很危险的,这也是有悖于Java面向对象的原则,面向对象的封装(Encapsulation)和分派(Delegation)告诉我们,尽量将长的代码分派“切割”成每段,将每段再“封装”起来(减少段和段之间耦合联系性),这样,就会将风险分散,以后如果需要修改,只要更改每段,不会再发生牵一动百的事情。
在本例中,首先,我们需要将创建实例的工作与使用实例的工作分开, 也就是说,让创建实例所需要的大量初始化工作从Sample的构造函数中分离出去。
这时我们就需要Factory工厂模式来生成对象了,不能再用上面简单new Sample(参数)。还有,如果Sample有个继承如MySample, 按照面向接口编程,我们需要将Sample抽象成一个接口.Sample是接口,有两个子类MySample 和HisSample .我们要实例化他们时,如下:
ISample mysample=new MySample();
ISample hissample=new HisSample();
随着项目的深入,Sample可能还会"生出很多儿子出来", 那么我们要对这些儿子一个个实例化,更糟糕的是,可能还要对以前的代码进行修改:加入后来生出儿子的实例.这在传统程序中是无法避免的.
但如果你一开始就有意识使用了工厂模式,这些麻烦就没有了.
 

简单工厂

你会建立一个专门生产Sample实例的工厂:
public class Factory{
    public static ISample creator(int which){
        if (which==1)
            return new SampleA();
        else if (which==2)
            return new SampleB();
    }
}
那么在你的程序中,如果要创建ISample的实列时候可以使用
ISample sampleA=Factory.creator(1);
这样,在整个就不涉及到ISample的具体的实现类,达到封装效果,也就减少错误修改的机会,这个原理可以用很通俗的话来比喻:就是具体事情做得越多,越容易犯错误.这每个做过具体工作的人都深有体会,相反,官做得越高,说出的话越抽象越笼统,犯错误可能性就越少.好象我们从编程序中也能悟出人生道理。
使用工厂方法 要注意几个角色,首先你要定义产品接口,如上面的Sample类的接口,产品接口下有ISample接口的实现类,如SampleA,其次要有一个Factory类,用来生成产品ISample接口的具体实例。
 

抽象工厂

工厂模式中有: 工厂方法(Factory Method) 抽象工厂(Abstract Factory).
这两个模式区别在于需要创建对象的复杂程度上。如果我们创建对象的方法变得复杂了,如上面工厂方法中是创建一个对象Sample,如果我们还有新的产品接口Sample2.
这里假设:Sample有两个实体类SampleA和SampleB,而Sample2也有两个实体类Sample2A和Sample2B
那么,我们就将上例中Factory变成抽象类,将共同部分封装在抽象类中,不同部分使用子类实现,下面就是将上例中的Factory拓展成抽象工厂:
public abstract class Factory{
    public abstract Sample creator();
    public abstract Sample2 creator(String name);
}
public class SimpleFactory extends Factory{
    public Sample creator(){
        .........
        return new SampleA
    }
    public Sample2 creator(String name){
        .........
        return new Sample2A
    }
}

public class BombFactory extends Factory{
    public Sample creator(){
        ......
        return new SampleB
    }
    public Sample2 creator(String name){
        ......
        return new Sample2B
    }
}
从上面看到两个工厂各自生产出一套Sample和Sample2,也许你会疑问,为什么我不可以使用两个工厂方法来分别生产Sample和Sample2?
抽象工厂还有另外一个关键要点,是因为 SimpleFactory内,生产Sample和生产Sample2的方法之间有一定联系,所以才要将这两个方法捆绑在一个类中,这个工厂类有其本身特征,也许制造过程是统一的,比如:制造工艺比较简单,所以名称叫SimpleFactory。
在实际应用中,工厂方法用得比较多一些,而且是和动态类装入器组合在一起应用,
举例
我们以Jive的ForumFactory为例,这个例子在前面的Singleton模式中我们讨论过,再讨论其工厂模式:
public abstract class ForumFactory {
    private static Object initLock = new Object();
    private static String className = "com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory";
    private static ForumFactory factory = null;
    public static ForumFactory getInstance(Authorization authorization) {
        //If no valid authorization passed in, return null.
        if (authorization == null) {
            return null;
        }
        //以下使用了Singleton单态模式
        if (factory == null) {
            synchronized(initLock) {
                if (factory == null) {
                    ......
                    try {
                    //动态转载类
                        Class c = Class.forName(className);
                        factory = (ForumFactory)c.newInstance();
                    }catch (Exception e) {
                        return null;
                    }
                }
            }
        }
        //Now, 返回 proxy.用来限制授权对forum的访问
        return new ForumFactoryProxy(authorization, factory,
        factory.getPermissions(authorization));
    }
    //真正创建forum的方法由继承forumfactory的子类去完成.
    public abstract Forum createForum(String name, String description)
    throws UnauthorizedException, ForumAlreadyExistsException;
    ....
}
因为Jive是通过数据库系统存放论坛帖子等内容数据,如果希望更改为通过文件系统实现,这个工厂方法ForumFactory就提供了提供动态接口:
private static String className = "com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory";
你可以使用自己开发的创建forum的方法代替com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory就可以.
在上面的一段代码中一共用了三种模式,除了工厂模式外,还有Singleton单态模式,以及proxy模式,proxy模式主要用来授权用户对forum的访问,因为访问forum有两种人:一个是注册用户 一个是游客guest,那么那么相应的权限就不一样,而且这个权限是贯穿整个系统的,因此建立一个proxy,类似网关的概念,可以很好的达到这个效果.
看看Java宠物店中的CatalogDAOFactory:
public class CatalogDAOFactory {
    /**
    * 本方法制定一个特别的子类来实现DAO模式。
    * 具体子类定义是在J2EE的部署描述器中。
    */
    public static CatalogDAO getDAO() throws CatalogDAOSysException {
        CatalogDAO catDao = null;
        try {
            InitialContext ic = new InitialContext();
            //动态装入CATALOG_DAO_CLASS
            //可以定义自己的CATALOG_DAO_CLASS,从而在无需变更太多代码
            //的前提下,完成系统的巨大变更。
            String className =(String) ic.lookup(JNDINames.CATALOG_DAO_CLASS);
            catDao = (CatalogDAO) Class.forName(className).newInstance();
        } catch (NamingException ne) {
            throw new CatalogDAOSysException("
            CatalogDAOFactory.getDAO: NamingException while
            getting DAO type : \n" + ne.getMessage());
        } catch (Exception se) {
            throw new CatalogDAOSysException("
            CatalogDAOFactory.getDAO: Exception while getting
            DAO type : \n" + se.getMessage());
        }
    return catDao;
    }
}
CatalogDAOFactory是典型的工厂方法,catDao是通过动态类装入器className获得CatalogDAOFactory具体实现子类,这个实现子类在Java宠物店是用来操作catalog数据库,用户可以根据数据库的类型不同,定制自己的具体实现子类,将自己的子类名给与CATALOG_DAO_CLASS变量就可以。
由此可见,工厂方法确实为系统结构提供了非常灵活强大的动态扩展机制,只要我们更换一下具体的工厂方法,系统其他地方无需一点变换,就有可能将系统功能进行改头换面的变化。
设计模式如何在具体项目中应用见《Java实用系统开发指南》

PHP

<?php
    interface abstracted{
        public function realCreate();
    }
    //女人类
    class Woman{
        public function action(){
            echo '这是女人';
        }
    }
    //男人类
    class Man{
        public function action(){
            echo '这是男人';
        }
    }
    //创建女人
    class WomanCreator implements abstracted {
        public $chromosome;//染色体
        public function realCreate(){
            if ($this->chromosome == "xx") {
                return new Woman();
            }
        }
    }
    //创建男人
    class ManCreator implements abstracted {
        public $chromosome;
        public function realCreate(){
            if ($this->chromosome == "xy" || $this->chromosome == "xyy") {
                return new Man();
            }
        }
    }
    //人类工厂
    class PersonFactory{
        public function create($what){
            $create = $what."Creator";
            return $create = new $create();
        }
    }
    $create = new PersonFactory();
    $instance = $create->create('Woman');
    $instance->chromosome = "xx";
    $instance->realCreate()->action();
?>
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工厂模式

工厂模式(Factory Pattern)是 Java 中最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式它提供了一种创建对象的最佳方式

在工厂模式中,我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象

介绍

意图:定义一个创建对象的接口,让其子类自己决定实例化哪一个工厂类,工厂模式使其创建过程延迟到子类进行

主要解决:主要解决接口选择的问题。

何时使用:我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。

如何解决:让其子类实现工厂接口,返回的也是一个抽象的产品。

关键代码:创建过程在其子类执行。

应用实例: 1、您需要一辆汽车,可以直接从工厂里面提货,而不用去管这辆汽车是怎么做出来的,以及这个汽车里面的具体实现。 2、Hibernate 换数据库只需换方言和驱动就可以

优点: 1、一个调用者想创建一个对象,只要知道其名称就可以了。 2、扩展性高,如果想增加一个产品,只要扩展一个工厂类就可以。 3、屏蔽产品的具体实现,调用者只关心产品的接口

缺点:每次增加一个产品时,都需要增加一个具体类和对象实现工厂,使得系统中类的个数成倍增加,在一定程度上增加了系统的复杂度,同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。

使用场景: 1、日志记录器:记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等,用户可以选择记录日志到什么地方。 2、数据库访问,当用户不知道最后系统采用哪一类数据库,以及数据库可能有变化时。 3、设计一个连接服务器的框架,需要三个协议,"POP3"、"IMAP"、"HTTP",可以把这三个作为产品类,共同实现一个接口。

注意事项:作为一种创建类模式,在任何需要生成复杂对象的地方,都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式,而简单对象,特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象,无需使用工厂模式。如果使用工厂模式,就需要引入一个工厂类,会增加系统的复杂度。

实现

我们将创建一个 Shape 接口和实现 Shape 接口的实体类。下一步是定义工厂类 ShapeFactory

FactoryPatternDemo,我们的演示类使用 ShapeFactory 来获取 Shape 对象。它将向 ShapeFactory 传递信息(CIRCLE / RECTANGLE / SQUARE),以便获取它所需对象的类型。

步骤 1

创建一个接口:

Shape.java

public interface Shape {
   void draw();
}

步骤 2

创建实现接口的实体类。

Rectangle.java

public class Rectangle implements Shape {

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
   }
}

Square.java

public class Square implements Shape {

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Square::draw() method.");
   }
}

Circle.java

public class Circle implements Shape {

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
   }
}

步骤 3

创建一个工厂,生成基于给定信息的实体类的对象。

ShapeFactory.java

public class ShapeFactory {

   //使用 getShape 方法获取形状类型的对象
   public Shape getShape(String shapeType){
      if(shapeType == null){
         return null;
      }
      if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
         return new Circle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
         return new Rectangle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
         return new Square();
      }
      return null;
   }
}

步骤 4

使用该工厂,通过传递类型信息来获取实体类的对象。

FactoryPatternDemo.java

public class FactoryPatternDemo {

   public static void main(String[] args) {
      ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();

      //获取 Circle 的对象,并调用它的 draw 方法
      Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");

      //调用 Circle 的 draw 方法
      shape1.draw();

      //获取 Rectangle 的对象,并调用它的 draw 方法
      Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");

      //调用 Rectangle 的 draw 方法
      shape2.draw();

      //获取 Square 的对象,并调用它的 draw 方法
      Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");

      //调用 Square 的 draw 方法
      shape3.draw();
   }
}

步骤 5

执行程序,输出结果:

Inside Circle::draw() method.
Inside Rectangle::draw() method.
Inside Square::draw() method.
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作者:ylbtech
出处:http://ylbtech.cnblogs.com/
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