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Java设计模式(4)-简单工厂模式

工厂模式,一般分为三种,包括:简单工厂模式(也叫静态工厂模式)、工厂方法模式、抽象工厂模式。在GOF提及的23中设计模式中,没有简单工厂模式,但对于简单的软件开发中,简单工厂模式使用的还是很普遍的。

1. 简介

传统的设计,客户端创建各种产品,来实现功能。这样,客户端与各种产品进行了耦合,违背了OCP原则。

no simple factory
Figure 1. 传统设计

我们能不能把产品的创建过程抽取出来,形成一个产品创建工厂呢?这样,就可以使创建与使用相分离,客户端就直接依赖工厂,而不是与直接的产品进行耦合了。这就是工厂模式的思路。

简单工厂模式是工厂模式的一种,它的工厂负责创建具体的产品,客户端不需要关注产品的创建过程,而是直接依赖工厂即可。简单工厂模式的类图如下:

simple factory structure
Figure 2. 简单工厂模式

简单工厂又称为静态工厂,因为它创建产品的方法一般都是静态方法,客户端不需要实例化工厂就可以直接调用它的产品创建方法。

优点
  1. 产品的创建过程抽取出来,客户端与具体产品创建过程解耦;

  2. 客户端仅负责自身业务,不关注产品创建过程,职责更单一

缺点
  1. 工厂和产品耦合,违背了OCP原则,添加新产品需要修改工厂类代码

  2. 工厂类的方法是静态的,并不利于扩展

因此,简单工厂模式适用于创建的产品比较固定,种类少、变动不频繁的场景,往往在小型系统适用。

2. 示例

举个例子,现在有一个牛奶店售卖各种牛奶,假设出售的过程包括生产、收款、拿货几个步骤,而且此店售卖的牛奶种类不是很多。如果没有工厂,店铺不但需要处理售卖的逻辑,而且还需要创建各种牛奶的实例。这会导致客户端职责过多,并不利于其管理和维护。

现在的设计这样的:

no simple factory demo
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class Store {
public Milk sale(String name) {
System.out.println("顾客购买牛奶");
System.out.println(" > 生产牛奶");
Milk milk = createMilk(name);
System.out.println(" > 收款");
System.out.println(" > 拿货");
return milk;
}

public Milk createMilk(String name) {
if ("pure".equals(name)) {
return new PureMilk();
} else if ("yogurt".equals(name)) {
return new Yogurt();
} else if ("highCalcium".equals(name)) {
return new HighCalciumMilk();
} else {
throw new RuntimeException("无法生产牛奶:" + name);
}
}
}

此时可以考虑用静态工厂模式来改造,设计变成了这样:

simple factory demo
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class Store {
public Milk sale(String name) {
System.out.println("顾客购买牛奶");
System.out.println(" > 生产牛奶");
Milk milk = createMilk(name);
System.out.println(" > 收款");
System.out.println(" > 拿货");
return milk;
}

public Milk createMilk(String name) {
return MilkOrderFactory.createMilk(name);
}
}

class MilkOrderFactory {
public static Milk createMilk(String name) {
if ("pure".equals(name)) {
return new PureMilk();
} else if ("yogurt".equals(name)) {
return new Yogurt();
} else if ("highCalcium".equals(name)) {
return new HighCalciumMilk();
} else {
throw new RuntimeException("无法订购牛奶:" + name);
}
}
}

现在,客户端需要牛奶,直接向工厂订购就行了,自己不关心生产牛奶的过程了。

3. 总结

简单工厂模式,属于最简单的工厂模式,它体现了工厂模式最基本形态。但是它会违背软件设计的开闭原则,在使用时应该慎重考虑,如果生产的产品数量小,可以考虑使用,但是如果产品类型多、数量大,就应该考虑工厂方法模式或者抽象工厂模式了。

本文示例代码见: Github

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