Java二十三种设计模式-工厂方法模式(2/23)

工厂方法模式:设计模式中的瑞士军刀

引言

在软件开发中,工厂方法模式是一种常用的创建型设计模式,它用于处理对象的创建,将对象的实例化推迟到子类中进行。这种模式不仅简化了对象的创建过程,还提高了代码的可维护性和可扩展性。

基础知识,java设计模式总体来说设计模式分为三大类:

(1)创建型模式,共5种:工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。

(2)结构型模式,共7种:适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

(3)行为型模式,共11种:策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

第一部分:工厂方法模式概述

1.1 工厂方法模式定义

工厂方法模式是一种创建型设计模式,用于将对象的创建过程封装在具体的工厂类中,而不是在客户端代码中直接创建。这种模式的目的是将对象创建的逻辑和使用逻辑分离,从而提高代码的可维护性和灵活性。

基本定义

工厂方法模式定义了一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。Factory Method让类的实例化推迟到子类进行。

与简单工厂模式的区别

简单工厂模式使用一个中心化的工厂类来创建所有的对象,客户端代码直接与这个工厂类交互以获取所需的对象。这种方式虽然可以简化对象的创建过程,但随着产品种类的增加,工厂类的责任会变得越来越重,难以维护,且违反了开闭原则(对扩展开放,对修改封闭)。

工厂方法模式通过定义一个创建对象的接口,让具体的工厂类实现这个接口,从而为每个产品提供一个具体的工厂,这样新增产品种类时,只需要增加一个具体的工厂类,不需要修改已有代码,更好地遵循了开闭原则。

1.2 工厂方法模式组成

抽象产品(Product)

抽象产品是产品类的共同父类,定义了产品的接口。它是一个抽象角色,不实现具体的产品类。

具体产品(Concrete Product)

具体产品是抽象产品的子类,实现了抽象产品接口中定义的方法。在工厂方法模式中,具体产品由具体工厂类创建。

抽象工厂(Creator)

抽象工厂定义了创建对象的接口。它是一个抽象角色,不实现具体的创建方法。

具体工厂(Concrete Creator)

具体工厂是抽象工厂的子类,实现了抽象工厂中的创建方法。它负责实例化具体产品。

客户端(Client)

客户端代码使用抽象工厂来请求创建对象,客户端不直接与具体产品或具体工厂交互,而是通过抽象工厂与具体工厂进行交互。

通过这种分离,工厂方法模式提供了一种灵活的方式来管理对象的创建,使得新增产品种类时,不需要修改已有的客户端代码,只需要增加相应的具体工厂类即可。这种模式在实际开发中非常实用,尤其是在产品种类较多且经常变化的情况下。在下一部分中,我们将通过Java代码示例来展示工厂方法模式的具体实现。

第二部分:工厂方法模式实现

2.1 Java实现示例

以下是使用Java语言实现工厂方法模式的一个简单示例。我们将创建一个用于生成不同类型汽车的工厂。

// 抽象产品:汽车
interface Car {void assemble();
}// 具体产品:运动型汽车
class SportsCar implements Car {public void assemble() {System.out.println("Assembling a Sports Car.");}
}// 具体产品:豪华型汽车
class LuxuryCar implements Car {public void assemble() {System.out.println("Assembling a Luxury Car.");}
}// 抽象工厂:汽车工厂
interface CarFactory {Car createCar();
}// 具体工厂:运动型汽车工厂
class SportsCarFactory implements CarFactory {public Car createCar() {return new SportsCar();}
}// 具体工厂:豪华型汽车工厂
class LuxuryCarFactory implements CarFactory {public Car createCar() {return new LuxuryCar();}
}// 客户端代码
public class Client {public static void main(String[] args) {CarFactory factory = null;// 根据需求选择不同类型的汽车工厂factory = new SportsCarFactory();Car car = factory.createCar();car.assemble();factory = new LuxuryCarFactory();car = factory.createCar();car.assemble();}
}

2.2 模式中的角色和职责

抽象产品(Product)

  • 职责:定义一个产品接口,规范具体产品类应实现的行为。

具体产品(Concrete Product)

  • 职责:实现抽象产品接口的具体类,是工厂方法模式中被创建的对象。

抽象工厂(Creator)

  • 职责:声明一个创建产品的接口,不涉及具体类实例化。

具体工厂(Concrete Creator)

  • 职责
    • 实现抽象工厂的接口。
    • 具体实现创建产品的方法,生成具体产品对象。

客户端(Client)

  • 职责
    • 根据需求选择相应的具体工厂。
    • 通过具体工厂间接使用具体产品,实现了解耦。

在工厂方法模式中,客户端不直接与具体产品或具体工厂类交互,而是通过抽象工厂接口与具体工厂进行交互。这样做的好处是,当需要添加新的产品时,只需增加相应的具体工厂和具体产品类,而无需修改已有的客户端代码,从而遵循了开闭原则。这种模式提高了系统的灵活性和可扩展性,使得维护和扩展变得更加容易。在下一部分中,我们将讨论工厂方法模式的使用场景。

第三部分:工厂方法模式使用场景

3.1 产品族的扩展

当系统中存在一个产品族,且需要对产品族中的每个具体产品进行扩展时,工厂方法模式提供了一种非常合适的解决方案。

  • 产品族:指一组具有相同接口的产品,这些产品通常在功能上有一定的相似性,但又存在一些差异。
  • 应用场景:例如,在一个图形界面库中,可能存在多种不同类型的按钮(如圆形按钮、矩形按钮、带图标的按钮等)。这些按钮都属于按钮产品族,它们都实现了同一个按钮接口,但又各自有不同的实现。

工厂方法模式的应用:

  • 通过定义一个抽象工厂和工厂方法,可以为每个具体的产品提供一个对应的具体工厂。
  • 当需要扩展产品族时,只需增加相应的具体产品类和对应的具体工厂类,无需修改现有的工厂接口或其他工厂类。

3.2 依赖倒置原则

依赖倒置原则是面向对象设计原则之一,它要求高层模块不应依赖于低层模块,两者都应该依赖于抽象。

  • 实现方式:工厂方法模式通过使用抽象产品和抽象工厂,使得客户端代码依赖于抽象而不是具体实现。
  • 好处:这有助于降低模块间的耦合度,提高系统的灵活性和可维护性。

第四部分:工厂方法模式的优点与缺点

4.1 优点

封装性

工厂方法模式隐藏了对象创建的具体细节,客户端不需要知道具体是如何创建对象的。

扩展性

当需要添加新的产品时,只需增加相应的具体产品和工厂类,无需修改现有代码。

代码复用

通过使用工厂方法模式,可以在一个工厂类中创建多个相似对象,提高代码复用性。

4.2 缺点

增加系统复杂度

每增加一个产品类别,都需要增加一个具体类和产品类,这可能会导致系统中类的数量急剧增加。

增加系统的抽象性

在添加新的产品类时,需要对工厂方法的接口进行扩展,这可能会导致工厂方法的接口经常变化,增加了系统的抽象性。

不容易维护

当工厂方法模式的类数量逐渐增多时,可能会使系统难以理解和维护。

通过深入分析工厂方法模式的使用场景、优点和缺点,我们可以更明智地决定何时以及如何使用工厂方法模式。在实际开发中,我们应该根据具体需求和上下文来选择最合适的设计模式。在下一部分中,我们将比较工厂方法模式与其他设计模式,并提供一些最佳实践和建议。

第五部分:工厂方法模式与其他模式的比较

5.1 与抽象工厂模式的比较

工厂方法模式

  • 定义:用于创建一系列相关或依赖对象的接口,而不需要指定具体类。
  • 使用场景:当一个类不知道它所必须创建的对象的类时。

抽象工厂模式

  • 定义:创建一个工厂接口,用于创建一系列相关的或依赖的抽象产品。
  • 使用场景:当需要创建的产品族是相互关联的,并且希望它们能够一起被使用时。

不同点

  • 产品种类:工厂方法模式创建一个产品,而抽象工厂模式创建产品族。
  • 复杂性:抽象工厂模式通常比工厂方法模式复杂,因为它需要定义更多的接口和类。

5.2 与建造者模式的比较

工厂方法模式

  • 关注点:对象的创建,隐藏创建逻辑。
  • 适用情况:当创建过程只需要一个简单的步骤即可完成时。

建造者模式

  • 关注点:构建一个复杂对象,同时允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容就能构建它们。
  • 适用情况:当创建过程需要多步骤或条件逻辑时。

差异

  • 复杂性:建造者模式适用于创建更复杂的对象,而工厂方法模式适用于简单的创建过程。
  • 灵活性:建造者模式提供了更多的灵活性,允许逐步构建对象。

第六部分:最佳实践和建议

6.1 使用工厂方法模式的最佳时机

  • 产品族扩展:当需要创建的产品属于同一类别,并且可能需要扩展时。
  • 依赖关系:当客户端不应该知道具体的产品类时,通过工厂方法模式可以降低客户端与具体产品的耦合。

6.2 避免滥用工厂方法模式

  • 过度使用:避免在不需要对象创建逻辑封装的情况下使用工厂方法模式,这可能导致不必要的复杂性。
  • 难以维护:随着产品种类的增加,管理大量的工厂类可能会变得困难。

6.3 替代方案

原型模式

  • 定义:使用原型实例指定创建对象的种类,并通过复制这些原型创建新的对象。
  • 适用场景:当创建新对象的成本较高时,或者需要通过复制现有的对象来快速创建新对象时。

依赖注入

  • 定义:通过外部注入依赖对象,而不是在类内部创建。
  • 好处:提高了代码的可测试性和灵活性。

服务定位器模式

  • 定义:当需要访问一个服务时,客户端会查询服务定位器以获取服务实例。
  • 适用场景:当系统中有大量的服务需要被访问,并且服务实例的创建和管理较为复杂时。

通过比较工厂方法模式与其他设计模式,我们可以更清晰地了解每种模式的适用场景和特点。在实际开发中,选择最合适的设计模式对于构建一个灵活、可维护的系统至关重要。同时,了解工厂方法模式的最佳实践和替代方案,可以帮助我们更好地应对不同的开发挑战。

结语

工厂方法模式是一种强大且灵活的设计模式,适用于多种不同的软件开发场景。通过本文的深入分析,希望读者能够对工厂方法模式有更全面的理解,并在实际开发中做出合理的设计选择。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.rhkb.cn/news/378767.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系长河编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

基于Vue CLI 3构建Vue3项目(Vue2也可参考)

天行健,君子以自强不息;地势坤,君子以厚德载物。 每个人都有惰性,但不断学习是好好生活的根本,共勉! 文章均为学习整理笔记,分享记录为主,如有错误请指正,共同学习进步。…

Android Framework学习笔记(4)----Zygote进程

Zygote的启动流程 Init进程启动后,会加载并执行init.rc文件。该.rc文件中,就包含启动Zygote进程的Action。详见“RC文件解析”章节。 根据Zygote对应的RC文件,可知Zygote进程是由/system/bin/app_process程序来创建的。 app_process大致处…

【Java--数据结构】二叉树oj题(上)

前言 欢迎关注个人主页:逸狼 创造不易,可以点点赞吗~ 如有错误,欢迎指出~ 判断是否是相同的树 oj链接 要判断树是否一样,要满足3个条件 根的 结构 和 值 一样左子树的结构和值一样右子树的结构和值一样 所以就可以总结以下思路…

【Pytorch】RNN for Name Classification

参考学习来自: https://pytorch.org/tutorials/intermediate/char_rnn_classification_tutorial.htmlRNN完成姓名分类https://download.pytorch.org/tutorial/data.zip 导入库 import glob # 用于查找符合规则的文件名 import os import unicodedata import stri…

【Powershell】超越限制:获取Azure AD登录日志

你是否正在寻找一种方法来追踪 Azure Active Directory(Azure AD)中用户的登录活动? 如果是的话,查看Azure AD用户登录日志最简单的方法是使用Microsoft Entra管理中心。打开 https://entra.microsoft.com/,然后进入 监…

taro小程序terser-webpack-plugin插件不生效(vue2版本)

背景 最近在做公司内部的小程序脚手架,为了兼容老项目和旧项目,做了vue2taro,vue3taro两个模板,发现terser-webpack-plugin在vue2和vue3中的使用方式并不相同,同样的配置在vue3webpack5中生效,但是在vue2webpack4中就…

学习Python的IDE功能--(一)入门导览

项目视图是主要工具窗口之一。它包含项目目录、SDK 特定的外部库和临时文件。点击带条纹的按钮可以预览演示项目。您也可以按Alt1打开。点击以打开项目视图,展开项目目录以查看项目文件。双击以打开welcome.py。 切换到"学习"工具窗口继续学习本课次。…

ELK企业级日志分析

目 录 一、ELK简介 1.1 elasticsearch简介 1.2 logstash简介 1.3 kibana简介 1.4 ELK的好处 1.5 ELK的工作原理 二、部署ELK 2.1 部署elasticsearch(集群) 2.1.1 修改配置文件 2.1.2 修改系统参数 2.1.2.1 修改systemmd服务管理器 2.1.2.2 性能调优参数 2.1.2.3 …

文献阅读:tidyomics 生态系统:增强组学数据分析

文献介绍 文献题目: The tidyomics ecosystem: enhancing omic data analyses 研究团队: Stefano Mangiola(澳大利亚沃尔特和伊丽莎霍尔医学研究所)、Michael I. Love(美国北卡罗来纳大学教堂山分校)、Ant…

k8s集群新增节点

目前集群状态 如K8S 集群搭建中规划的集群一样 Masternode01node02IP192.168.100.100192.168.100.101192.168.100.102OSCent OS 7.9Cent OS 7.9Cent OS 7.9 目前打算新增节点node03 Masternode01node02node03IP192.168.100.100192.168.100.101192.168.100.102192.168.100.1…

Golang | Leetcode Golang题解之第240题搜索二维矩阵II

题目&#xff1a; 题解&#xff1a; func searchMatrix(matrix [][]int, target int) bool {m, n : len(matrix), len(matrix[0])x, y : 0, n-1for x < m && y > 0 {if matrix[x][y] target {return true}if matrix[x][y] > target {y--} else {x}}return f…

STM32 GPIO的工作原理

STM32的GPIO管脚有下面8种可能的配置:&#xff08;4输入 2 输出 2 复用输出) &#xff08;1&#xff09;浮空输入_IN_FLOATING 在上图上&#xff0c;阴影的部分处于不工作状态&#xff0c;尤其是下半部分的输出电路&#xff0c;实际上是与端口处于隔离状态。黄色的高亮部分显示…

C#统一委托Func与Action

C#在System命名空间下提供两个委托Action和Func&#xff0c;这两个委托最多提供16个参数&#xff0c;基本上可以满足所有自定义事件所需的委托类型。几乎所有的 事件 都可以使用这两个内置的委托Action和Func进行处理。 Action委托&#xff1a; Action定义提供0~16个参数&…

stm32入门-----初识stm32

目录 前言 ARM stm32 1.stm32家族 2.stm32的外设资源 3.命名规则 4.系统结构 5.引脚定义 6.启动配置 7.STM32F103C8T6芯片 8.STM32F103C8T6芯片原理图与最小系统电路 前言 已经很久没跟新了&#xff0c;上次发文的时候是好几个月之前了&#xff0c;现在我是想去学习st…

怎样减少视频的容量 怎样减少视频内存保持清晰度

在数字媒体时代&#xff0c;视频内容已经成为人们日常交流和信息传递的重要方式。然而&#xff0c;视频往往占用大量存储空间&#xff0c;给我们的设备带来不小的负担。如何在不损失视频质量的前提下&#xff0c;减少视频文件的大小呢&#xff1f;本文将为你揭秘几个实用的技巧…

定制开发AI智能名片商城微信小程序在私域流量池构建中的应用与策略

摘要 在数字经济蓬勃发展的今天&#xff0c;私域流量已成为企业竞争的新战场。定制开发AI智能名片商城微信小程序&#xff0c;作为私域流量池构建的创新工具&#xff0c;正以其独特的优势助力企业实现用户资源的深度挖掘与高效转化。本文深入探讨了定制开发AI智能名片商城微信…

数据结构(5.2_2)——二叉树的性质

常见考点1: 设非空二叉树中度为0、1和2的结点个数分别为n0、n1和n2&#xff0c;则n0n21(叶子结点比二分支结点多一个) 常见考点2&#xff1a; 二叉树第一层至多右 有个结点(i>1) m叉树第一层至多右 有个结点(i>1) 常见考点3&#xff1a; 高度为h的二叉树至多有个结点…

23年oppo提前批笔试真题-构造二阶行列式

构造二阶行列式 题目描述 小欧希望你构造一个二阶行列式&#xff0c;满足行列式中每个数均为不超过 20 的正整数&#xff0c;且行列式的值恰好等于x。你能帮帮她吗? 输入描述 一个正整数x。-1000 < x < 1000 输出描述 如果无解&#xff0c;请输出-1。否则输出任意合…

ELK日志管理与应用

目录 一.ELK收集nginx日志 二.收集tomcat日志 三.Filebeat 一.ELK收集nginx日志 1.搭建好ELKlogstashkibana架构 2.关闭防火墙和selinux systemctl stop firewalld setenforce 0 3.安装nginx [rootlocalhost ~]# yum install epel-release.noarch -y [rootlocalhost …

好用的AI搜索引擎

1. 360AI 搜索 访问 360AI 搜索: https://www.huntagi.com/sites/1706642948656.html 360AI 搜索介绍&#xff1a; 360AI 搜索&#xff0c;新一代智能答案引擎&#xff0c;值得信赖的智能搜索伙伴&#xff0c;为复杂搜索提供专业支持&#xff0c;解锁更相关、更全面的答案。AI…