Java设计模式之工厂模式

披萨订购

看一个披萨的项目：要便于披萨种类的扩展，要便于维护。

• 披萨的种类很多（比如GreekPizza、CheesePizza等）；
• 披萨的制作有prepare，bake，cut，box；
• 完成披萨店订购功能。

传统方式

public abstract class Pizza {
    protected String name;

    /**
     * 准备原材料，不同的披萨不一样，因此抽象方法
     */
    public abstract void prepare();

    public void bake() {
        System.out.println(name + " baking;");
    }
    public void cut() {
        System.out.println(name + " cutting;");
    }
    public void box() {
        System.out.println(name + " boxing;");
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

}

public class CheesePizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("prepare cheese pizza");
    }
}

public class GreekPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("prepare greek pizza");
    }
}

public class OrderPizza {
    public OrderPizza() {
        Pizza pizza = null;
        String orderType; // 订购的类型
        do {
            orderType = getType();
            if (orderType.equals("cheese")) {
                pizza = new CheesePizza();
                pizza.setName("cheese");
            } else if (orderType.equals("greek")) {
                pizza = new GreekPizza();
                pizza.setName("greek");
            } else {
                break;
            }
            pizza.prepare();
            pizza.bake();
            pizza.cut();
            pizza.box();

        } while (true);

    }

    private String getType() {
        try {
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("input pizza type:");
            String str = bufferedReader.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}

public class PizzaStore {
    public static void main(String[] args) {
        new OrderPizza();
    }
}

传统方式的优缺点：

• 优点是比较好理解，简单易操作；
• 缺点是违反了设计模式的ocp原则，即对扩展开放，对修改关闭。即当我们给类增加新功能的时候，尽量不修改代码，或者尽量少修改代码；
• 比如这时我们要新增加一个Pizza的种类（Pepper披萨），我们需要做的修改较大。

public class PepperPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("Preparing " + name);
    }
}

package com.ssm.factory.simplefactory.pizzastore.order;

import com.ssm.factory.simplefactory.pizzastore.pizza.CheesePizza;
import com.ssm.factory.simplefactory.pizzastore.pizza.GreekPizza;
import com.ssm.factory.simplefactory.pizzastore.pizza.Pizza;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

/**
 * @author shaoshao
 * @version 1.0
 * @date 2022/5/14 15:08
 */
public class OrderPizza {
    public OrderPizza() {
        Pizza pizza = null;
        String orderType; // 订购的类型
        do {
            orderType = getType();
            if (orderType.equals("cheese")) {
                pizza = new CheesePizza();
                pizza.setName("cheese");
            } else if (orderType.equals("greek")) {
                pizza = new GreekPizza();
                pizza.setName("greek");
            } else if (orderType.equals("pepper")) {
                pizza = new GreekPizza();
                pizza.setName("pepper");
            }
            else {
                break;
            }
            pizza.prepare();
            pizza.bake();
            pizza.cut();
            pizza.box();

        } while (true);

    }

    private String getType() {
        try {
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("input pizza type:");
            String str = bufferedReader.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}

改进的思路分析：

• 分析：修改代码可以接受，但是如果我们在其它的地方也有创建Pizza的代码，就意味着，也需要修改，而创建Pizza的代码，往往有多处；
• 思路：把创建Pizza对象封装到一个类中，这样我们有新的Pizza种类时，只需要修改该类就可，其它有创建到Pizza对象的代码就不需要修改了（使用简单工厂模式）。

简单工厂模式

简单工厂模式是属于创建型模式，是工厂模式的一种。简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式。

简单工厂模式：定义了一个创建对象的类，由这个类来封装实例化对象的行为。在软件开发中，当我们会用到大量的创建某种、某类或者谋批对象时，就会使用到工厂模式。

简单工厂模式的设计方案：定义一个可以实例化Pizza对象的类，封装创建对象的代码。

// 实现简单工厂模式
public class SimpleFactory {
    public Pizza createPizza(String type) {
        System.out.println("使用简单工厂模式");
        Pizza pizza = null;
        if (type.equals("cheese")) {
            pizza = new CheesePizza();
            pizza.setName("奶酪披萨");
        } else if (type.equals("pepper")) {
            pizza = new PepperPizza();
            pizza.setName("胡椒披萨");
        } else  if (type.equals("greek")) {
            pizza = new GreekPizza();
            pizza.setName("希腊披萨");
        }

        return pizza;
    }
}

public class OrderPizza2 {

    // 定义一个简单工厂对象
    SimpleFactory simpleFactory;
    Pizza pizza = null;

    public OrderPizza2(SimpleFactory simpleFactory) {
        setSimpleFactory(simpleFactory);
    }

    public void setSimpleFactory(SimpleFactory simpleFactory) {
        String orderType = ""; //用户输入
        this.simpleFactory = simpleFactory;

        do {
            orderType  = getType();
            pizza = simpleFactory.createPizza(orderType);
            if (pizza != null) {
                pizza.prepare();
                pizza.bake();
                pizza.cut();
                pizza.box();
            } else {
                System.out.println("pizza is null");
                break;
            }
        } while (true);
    }
    private String getType() {
        try {
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("input pizza type:");
            String str = bufferedReader.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}

public class PizzaStore {
    public static void main(String[] args) {
        // 传统方式
        //new OrderPizza();
        // 使用简单工厂模式
        new OrderPizza2(new SimpleFactory());
        System.out.println("退出程序");
    }
}

我的理解：把需要修改的地方单独提取出来，再调用。这样订单多个的话就不用一个一个修改

仅修改简单工厂，不需要对OderPizza，OderPizza2，OderPizza3做修改

工厂方法模式

//把Pizza类做成抽象类
public abstract class Pizza {
    private String name;//名字

    //准备原材料，不同的披萨不一样，因此，我们做成抽象方法
    public abstract void prepare();

    public void bake() {
        System.out.println(name + " baking");
    }

    public void cut() {
        System.out.println(name + " cutting");
    }

    public void box() {
        System.out.println(name + " boxing");
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

public class BJCheessPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("北京的CheessPizza");
        System.out.println("  北京的CheessPizza 准备原材料");
    }
}

public class BJPepperPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("北京的Pepper");
        System.out.println("  北京的Pepper 准备原材料");
    }
}

public class LDCheessPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("伦敦的CheessPizza");
        System.out.println("  伦敦的CheessPizza 准备原材料");
    }
}

public class LDPepperPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("伦敦的Pepper");
        System.out.println("  伦敦的Pepper 准备原材料");
    }
}

public abstract class OrderPizza {
    // 构造方法
    public OrderPizza() {
        Pizza pizza = null;
        String orderType;
        do {
            orderType = getType();
            //调用方法
            pizza = creatPizza(orderType);
            if (pizza != null) {
                //输出pizza制作过程
                pizza.prepare();
                pizza.bake();
                pizza.cut();
                pizza.box();
            } else {
                System.out.println("订购失败");
                break;
            }
        }
        while (true);


    }

    //定义一个抽象方法，让各个工厂子类自己实现
    abstract Pizza creatPizza(String orderType);

    //写一个方法，可以获取客户希望订购的披萨种类
    private String getType() {
        try {
            BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("input pizza type:");
            String str = null;
            str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}

public class BJOrderPizza  extends OrderPizza {
    @Override
    Pizza creatPizza(String orderType) {
        Pizza pizza=null;
        if (orderType.equals("Cheess")){
            pizza=new BJCheessPizza();
        }else if(orderType.equals("Pepper")){
            pizza=new BJPepperPizza();
        }
        return pizza;
    }
}

public class LDOrderPizza extends OrderPizza {
    @Override
    Pizza creatPizza(String orderType) {
        Pizza pizza = null;
        if (orderType.equals("Cheess")) {
            pizza = new LDCheessPizza();
        } else if (orderType.equals("Pepper")) {
            pizza = new LDPepperPizza();
        }
        return pizza;
    }
}

//披萨店
public class PizzaStore {
    public static void main(String[] args) {
        new BJOrderPizza();//创建北京各种口味的披萨
        new LDOrderPizza();//创建伦敦各种口味的披萨
    }
}

抽象工厂模式

抽象工厂模式：定义了一个interface用于创建相关或有依赖关系的对象簇，而无需指明具体的类。

抽线工厂模式可以将简单工厂模式和工厂方法模式进行整合。

从设计层面看，抽象工厂模式就是对简单工厂模式的改进（或者 称为进一步的抽象）。

将工厂抽象成两层，AbsFactory（抽象工厂）具体实现的工厂子类。程序员可以根据创建对象类型使用对应的工厂子类。这样将单个的简单工厂类变成了工厂簇，更利于代码的维护。

//把Pizza类做成抽象类
public abstract class Pizza {
    private String name;//名字

    //准备原材料，不同的披萨不一样，因此，我们做成抽象方法
    public abstract void prepare();

    public void bake() {
        System.out.println(name + " baking");
    }

    public void cut() {
        System.out.println(name + " cutting");
    }

    public void box() {
        System.out.println(name + " boxing");
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

public class BJCheessPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("北京的CheessPizza");
        System.out.println("  北京的CheessPizza 准备原材料");
    }
}

public class BJPepperPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("北京的Pepper");
        System.out.println("  北京的Pepper 准备原材料");
    }
}

public class LDCheessPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("伦敦的CheessPizza");
        System.out.println("  伦敦的CheessPizza 准备原材料");
    }
}

public class LDPepperPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("伦敦的Pepper");
        System.out.println("  伦敦的Pepper 准备原材料");
    }
}

public interface AbsFactory {
    Pizza createPizza(String orderType);
}

public class BJFactory implements AbsFactory {

    @Override
    public Pizza createPizza(String orderType) {
        Pizza pizza = null;
        if (orderType.equals("Cheess")) {
            pizza = new BJCheessPizza();
        }
        if (orderType.equals("Pepper")) {
            pizza = new BJPepperPizza();
        }
        return pizza;
    }
}

public class LDFactory implements AbsFactory {

    @Override
    public Pizza createPizza(String orderType) {
        Pizza pizza=null;
        if (orderType.equals("Cheess")){
            pizza=new LDCheessPizza();
        }if (orderType.equals("Pepper")){
            pizza=new LDPepperPizza();
        }
        return pizza;
    }
}

public class OrderPizza {
    AbsFactory factory;

    //构造器
    public OrderPizza(AbsFactory factory) {
        setFactory(factory);
    }

    private void setFactory(AbsFactory factory) {
        Pizza pizza = null;
        String orderType = "";//用户输入
        this.factory = factory;
        do {
            orderType = getType();
            //factory可能是北京的工厂子类，也可能是伦敦的工厂子类
            pizza = factory.createPizza(orderType);
            if (pizza != null) {
                pizza.prepare();
                pizza.bake();
                pizza.box();
                pizza.cut();
            } else {
                System.out.println("订购失败");
                break;
            }
        } while (true);
    }

    //写一个方法，可以获取客户希望订购的披萨种类
    private String getType() {
        try {
            BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("input pizza type:");
            String str = null;
            str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}

public class PizzaStore {
    public static void main(String[] args) {
        new OrderPizza(new BJFactory());
        new OrderPizza(new LDFactory());
    }
}

工厂模式总结

工厂模式的意义：将实例化对象的代码提取出来，放到一个类中统一管理和维护，达到和主项目的依赖关系的解耦，从而提高项目的扩展和维护性。

三种工厂模式：简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式。

设计模式的依赖抽象原则：

• 创建对象实例时，不要直接new类，而是把这个new类的动作放在一个工厂的方法中，并返回。有的书上说，变量不要直接持有具体类的引用；
• 不要让类继承具体类，而是继承抽象类或者是实现interface（接口）；
• 不要覆盖基类中已经实现的方法。