java設計模式–三種工廠模式詳解

Posted on 2021-07-19 by WalkonNet

簡單工廠

簡單工廠模式是屬於創建型模式，是工廠模式的一種。簡單工廠模式是由一個工廠對象決定創建出哪一種產品類的實例。定義瞭一個創建對象的類，由這個類來封裝實例化對象的行為(代碼)。當我們會用到大量的創建某種、某類或者某批對象時，就會使用到工廠模式。

由於創建實例的方法通常為靜態(static)方法，因此簡單工廠模式又被成為靜態工廠方法模式(Static Factory Method)。

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Product表示產品接口，也可用抽象類實現，封裝產品間共有的屬性。
ConcreteProduct*表示具體的實際產品。
Factory表示工廠，工廠根據需要來創建相應的產品。

這樣一來，當添加新的產品C時，隻需要修改工廠部分代碼即可，而傳統方法需要在每一個創建產品的地方都進行修改。可以理解為把具體的產品創建封裝成一個工廠類。

舉個例子，大富翁的地圖創建：

AbstractBlock是接口，表示抽象的地塊，包括方法printBlock()打印地塊。
Empty、Prison、Park實現上述接口，表示空地(*)、監獄(&)和公園(#)。
SimpleFactory是創建地塊的簡單工廠。

類圖：

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代碼：

1.產品接口

public interface AbstractBlock {
    public void printBlock();
}

2.產品接口實現子類

public class Empty implements AbstractBlock{
    @Override
    public void printBlock() {
        System.out.print("* ");
    }
}

public class Park implements AbstractBlock{
    @Override
    public void printBlock() {
        System.out.print("# ");
    }
}

public class Prison implements AbstractBlock{
    @Override
    public void printBlock() {
        System.out.print("& ");
    }
}

3.簡單工廠類

public class SimpleFactory {
    public AbstractBlock getBlock(String type){ //根據傳參創建不同的地塊
        if(type.equalsIgnoreCase("Empty")){
            return new Empty();
        } else if(type.equalsIgnoreCase("Park")){
            return new Park();
        } else if(type.equalsIgnoreCase("Prison")){
            return new Prison();
        }
        return null;
    }
}

4.調用工廠

public class Map {
    public void getMap(){
        SimpleFactory simpleFactory=new SimpleFactory();  //實例化工廠
        ArrayList<AbstractBlock> map=new ArrayList<AbstractBlock>();  //地塊集合
        String []types=new String[3];
        types[0]="Empty";
        types[1]="park";
        types[2]="Prison";
        Random rd = new Random();
        for(int i=1;i<=12;i++){  //隨機用工廠創建地塊並放入集合
            int tt = rd.nextInt(types.length);
            map.add(simpleFactory.getBlock(types[tt]));
        }
        //地圖大小寫死瞭，不是重點
        for(int i=0;i<12;i++){
            map.get(i).printBlock();
            if(i==3||i==5||i==7)
                System.out.println();
            if(i==4||i==6)
                System.out.print("    ");
        }
    }
}

5.測試

public class MonoPoly {
    public static void main(String[] args) {
        Map map=new Map();
        map.getMap();
    }
}

運行結果

在這裡插入圖片描述

工廠方法

不難發現，當增加新的產品時需要對簡單工廠類修改，或創建多個簡單工廠。（比如增加一個法院地塊）工廠方法進一步解耦合，把工廠類抽象，不再負責所有實例的創建，而是把具體的創建工作交給瞭子類去完成，實例化延遲到子類加載，由子類來決定要實例化的類。

在這裡插入圖片描述

抽象化工廠類，把具體實例化工作交給其子類實現。

代碼：

1.工廠接口

public interface AbstractFactory {
    public AbstractBlock createBlock();
}

2.工廠實現子類

public class EmptyFactory implements AbstractFactory {
    @Override
    public AbstractBlock createBlock() {
        return new Empty();
    }
}

public class ParkFactory implements AbstractFactory {
    @Override
    public AbstractBlock createBlock() {
        return new Park();
    }
}

public class PrisonFactory implements AbstractFactory {
    @Override
    public AbstractBlock createBlock() {
        return new Prison();
    }
}

3.產品接口

public interface AbstractBlock {
    public void printBlock();
}

4.產品實現子類

public class Empty implements AbstractBlock {
    @Override
    public void printBlock() {
        System.out.print("* ");
    }
}

public class Park implements AbstractBlock {
    @Override
    public void printBlock() {
        System.out.print("# ");
    }
}

public class Prison implements AbstractBlock {
    @Override
    public void printBlock() {
        System.out.print("& ");
    }
}

5.調用

public class Map {
    public void getMap() {
        ArrayList<AbstractBlock> map=new ArrayList<AbstractBlock>();  //地塊集合
        AbstractFactory abstractFactory;
        Random rd = new Random();
        for(int i=1;i<=12;i++){  //隨機用工廠創建地塊並放入集合
            int tt = rd.nextInt(3);
            if(tt==0)abstractFactory=new EmptyFactory();
            else if(tt==1)abstractFactory=new ParkFactory();
            else abstractFactory=new PrisonFactory();
            map.add(abstractFactory.createBlock());
        }
        //地圖大小寫死瞭，不是重點
        for(int i=0;i<12;i++){
            map.get(i).printBlock();
            if(i==3||i==5||i==7)
                System.out.println();
            if(i==4||i==6)
                System.out.print("    ");
        }
    }
}

6.測試

public class MonoPoly {
    public static void main(String[] args) {
        Map map=new Map();
        map.getMap();
    }
}

運行結果：

在這裡插入圖片描述

抽象工廠

不難發現當創建新的產品接口時，也需要對工廠方法修改，或創建多個工廠方法。（比如增加魔法地塊簇，對應組產品魔法公園、魔法空地、魔法監獄等）

抽象工廠將工廠方法進一步抽象。定義瞭一個接口用於創建相關或有依賴關系的對象簇，而無需指明具體的類。可以根據創建對象類型使用對應的工廠子類。這樣將單個的簡單工廠類變成瞭工廠簇，更利於代碼的維護和擴展。

在這裡插入圖片描述

把工廠類抽象後，對應不同子類工廠（普通/魔法），生產對應的一組產品。最後調用時統一調用抽象接口即可，不必知道具體對象，面向接口編程。

1.產品接口

public interface AbstractBlock {
    void printBlock();
}

2.產品抽象子類-普通產品

public abstract class NormalAbstractBlock implements AbstractBlock {
    public abstract void printBlock();
}

2.2普通空地

public class NormalEmpty extends NormalAbstractBlock {
    public void printBlock() {
        System.out.print("* ");
    }
}

2.3普通公園

public class NormalPark  extends NormalAbstractBlock {
    public void printBlock() {
        System.out.print("# ");
    }
}

2.4普通監獄

public class NormalPrison extends NormalAbstractBlock {
    public void printBlock() {
        System.out.print("& ");
    }
}

3.1產品抽象子類-魔法產品

public abstract class MagicAbstractBlock implements AbstractBlock {
    public abstract void printBlock();
}

3.2魔法空地

public class MagicEmpty  extends MagicAbstractBlock {
    public void printBlock() {
        System.out.print("e ");
    }
}

3.3魔法公園

public class MagicPark extends MagicAbstractBlock {
    public void printBlock() {
        System.out.print("g ");
    }
}

3.4魔法監獄

public class MagicPrison extends MagicAbstractBlock {
    public void printBlock() {
        System.out.print("p ");
    }
}

4.工廠接口

public interface AbstractFactory {
    AbstractBlock getEmpty();
    AbstractBlock getPrison();
    AbstractBlock getPark();
}

5.工廠實現子類-普通工廠

public class NormalFactory implements  AbstractFactory {
    public AbstractBlock getEmpty() { return new NormalEmpty(); }
    public AbstractBlock getPrison() { return new NormalPrison(); }
    public AbstractBlock getPark() { return new NormalPark(); }
}

6.工廠實現子類-魔法工廠

public class MagicFactory implements AbstractFactory {
    public AbstractBlock getEmpty() { return new MagicEmpty(); }
    public AbstractBlock getPrison() {return new MagicPrison(); }
    public AbstractBlock getPark() { return new MagicPark(); }
}

7.調用

public class Map {
    public void getMap(AbstractFactory af){
        ArrayList<AbstractBlock> map=new ArrayList<AbstractBlock>();
        map.add(af.getEmpty());
        map.add(af.getPrison());
        map.add(af.getPark());
        Random rd = new Random(3);
        int col=12;
        for(int i=1;i<=col;i++){
            int tt = rd.nextInt(3);
            map.get(tt).printBlock();
            if(i==4||i==6||i==8)
                System.out.println();
            if(i==5||i==7)
                System.out.print("    ");
        }
    }
}

8.測試

public class Monopoly {
    public void play(){
        Map map=new Map();
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        System.out.println("請輸入指令（1輸出普通地圖，2輸出魔法地圖）");
        int order;
        order  = scan.nextInt();
        if(order == 1){
            map.getMap(new NormalFactory());
        }else{
            map.getMap(new MagicFactory());
        }
    }
}

運行結果：

在這裡插入圖片描述

總結

本篇文章就到這裡瞭，希望能給你帶來幫助，也希望您能夠多多關註WalkonNet的更多內容！

java設計模式–三種工廠模式詳解

目錄

簡單工廠

代碼：

1.產品接口

2.產品接口實現子類

3.簡單工廠類

4.調用工廠

5.測試

工廠方法

代碼：

1.工廠接口

2.工廠實現子類

3.產品接口

4.產品實現子類

5.調用

6.測試

抽象工廠

1.產品接口

2.產品抽象子類-普通產品

3.1產品抽象子類-魔法產品

4.工廠接口

5.工廠實現子類-普通工廠

6.工廠實現子類-魔法工廠

7.調用

8.測試

總結

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目錄

簡單工廠

代碼：

1.產品接口

2.產品接口實現子類

3.簡單工廠類

4.調用工廠

5.測試

工廠方法

代碼：

1.工廠接口

2.工廠實現子類

3.產品接口

4.產品實現子類

5.調用

6.測試

抽象工廠

1.產品接口

2.產品抽象子類-普通產品

3.1產品抽象子類-魔法產品

4.工廠接口

5.工廠實現子類-普通工廠

6.工廠實現子類-魔法工廠

7.調用

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