设计模式第三篇-创建型模式【工厂模式】

设计模式案例分析-github

一、前言

工厂模式分为工厂方法(又称简单工厂)模式、抽象工厂模式。为方便讲解,工厂方法或者简单工厂统一命名为工厂方法模式。本篇先讲解工厂方法模式

二、工厂方法模式之简单版——简单工厂

定义: 静态实例化符合我们要求的实例

特点:  对于简单的工厂方法,可以理解为就是一个创建对象的工具类(工厂方法的简化版)

案例1: android中的BitmapFactory, 创建bitmap的过程,客户端不需要知道,创建的过程由BitmapFactory处理,掩藏了创建bitmap的细节。

          android中的XmlPullParserFactory,创建解析器

案例2:比如创建地图,定义了创建地图的统一规范,具体实现你可以创建高德地图、苹果地图等,使用简单工厂模式,客户端只要传入要创建什么类型的地图,工厂就帮你创建好,掩藏了内部创建对象的细节

类图结构:

代码案例见:设计模式案例分析-github

总结:静态实例化符合我们要求的实例(本质核心:降低客户端与要创建对象的耦合)

分析: 考虑有如下需求: 百度地图有全景图,高德地图没有的功能,要怎么设计?  

由于简单工厂模式,有点太过简单这时候使用简单工厂就不是很好用了,因为MapViewFactory是统一的工厂入口,返回创建的是抽象对象,如果需要在继续的简单工厂改的话,就需要在MapViewFactory中修改代码,而高德又没有,案例就不应该写在公用的MapViewFactory中。

因此引入了工厂方法模式,即需要对工厂进行抽象(使用接口),修改后只要把新增的需求写在具体的工厂中即可,弥补了简单工厂方法对修改开放的弱点。

三、 工厂方法模式之规范版——工厂方法

特点: 1、针对单个产品抽象

         2、工厂的抽象方法中只有一条流水线

定义: 定义一个用户创建对象的统计接口,具体实现由子类实现

分析: 考虑有如下需求: 百度地图有全景图,高德地图没有的功能,要怎么设计?  

由于简单工厂模式,有点太过简单这时候使用简单工厂就不是很好用了,因为MapViewFactory是统一的工厂入口,返回创建的是抽象对象,如果需要在继续的简单工厂改的话,就需要在MapViewFactory中修改代码,而高德又没有,案例就不应该写在公用的MapViewFactory中。

因此引入了工厂方法模式,即需要对工厂进行抽象(使用接口),修改后只要把新增的需求写在具体的工厂中即可, 弥补了简单工厂方法对修改开放的弱点。

核心: 掩藏创建对象的细节,封装了统一创建的对象,后续要修改扩展就容易了

案例:  比如创建地图,定义了创建地图的统一规范,具体实现你可以创建高德地图、苹果地图等。

类图结构: 

分析: 角色?

1、抽象工厂IMapFactory——定义了创建对象的规范,具体创建什么对象由子类实现

2、具体工厂BaiduMapFactory——定义具体创建对象的流程(可沈略,通过抽象工程类外部传入要创建对象的类型,返回具体的对象,当然不建议这样做,因为这样客户端还是依赖了具体的类型(因为传参了,具体可下载github上的demo查阅)

3、抽象产品IMapView——定义工厂所要创建产品共有的性质

4、具体产品BaiduMapView——定义工厂所要创建的具体产品

可以看到,上图上半部分是工厂抽象和实现体系,下半部分是产品抽象和实现体系,其中工厂体系依赖于产品体系,每一个工厂负责创造一种产品,这就省去了简单工厂中的elseif判断,由客户端决定实例化一个特定的工厂去创建相应的产品。

好处:这样进一步抽象化的好处是使得工厂方法模式可以使系统在不修改具体工厂角色的情况下引进新的产品,即这时候如果新增了一个xx的地图,只需要新建一个xx地图,以及xx地图的工厂即可实现,而不需要在原来代码上进行修改,做到了对扩展开放,对修改关闭的原则。

案例: android或者java中有哪些场景使用了工厂方法?

        1、java中的jdbc设计(java数据库连接)


2、android/java中的集合

分析:  工厂方法模式就是提供一个抽象的工厂,一个抽象的产品,在上述当中相当于Driver(数据库连接工厂)和Connection(抽象产品),实现的一方需要提供一个具体的工厂类(比如mysql驱动)和一个具体的产品(比如mysql数据库连接).

          Iterable相当于抽象工厂定义,Iterator相当于抽象产品,ArrayList、HashSet等是具体的工厂,产生的迭代器是具体的产品。

疑惑:  各位可能会说,不对啊,这和我们刚才理解的不太一样啊,按照刚才的说法,我们不是应该直接使用iterable和iterator吗?这样多牛X,我们不依赖于具体产品了。可是sun或者说oracle为了集合框架给你提供了这么多具备各个特性的集合,你只用iterator和iterable,估计当初参与设计集合框架的人都要气的去shi了。。

        上述这便是工厂方法模式另外一种用法了,刚才因为我们不关心真正的产品是什么,所以我们直接使用抽象接口操作。但是我们使用iterable和iterator的时候,我们是关心真正产品的特性的,所以为了使用产品的特性,我们就需要使用产品特有的接口了,比如特殊的SortedSet可排序,比如ArrayList可以有重复元素,可以根据索引获取元素等等。当然你依然是可以使用iterable和iterator的,但是不管你用什么,在这种场景下,产品是你自己选的。


总结: 什么场景使用工厂方法模式?

    1、在工厂的抽象中,只针对一条流水线,一个产品,比如只创建地图,  即我们需要一个产品帮我们完成一项任务,但是这个产品有可能有很多品牌(像这里的mysql,oracle),为了保持我们对产品操作的一致性,我们就可能要用到工厂方法模式,

比如我们需要直播sdk来帮我们完成直播,但是直播可能有很多种“产商", 比如腾讯云直播、阿里直播等,就可以考虑使用工厂方法模式,抽象直播这一层,具体的创建由具体的工厂来实现。

缺点: 需要大量的具体工厂和具体产品,当然也可以使用泛型来规避具体的工厂(这种个人感觉不建议使用,因为客户端对具体的产品依赖,传入了参数)


四、工厂模式——抽象工厂

定义:  为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口,而且无需指定他们的具体类。

通俗理解: 有多条流水线

类图结构: 



下面给出本文所有代码的github链接:

github工厂模式源码链接

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