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4.3 工厂模式

4.3.1 背景

• 若创建对象时直接new对象，则会使对象耦合严重，更换对象则很复杂

4.3.2 简单工厂

4.3.3 特点

• 不是一种设计模式，是编程习惯

4.3.4 结构

• 抽象产品：定义产品规范，描述产品主要功能特性
• 具体产品：实现或继承抽象产品子类
• 具体工厂：提供创建产品方法，调用通过方法来获取产品

4.3.4 特点

4.3.4.1 优点

• 将对象创建过程与业务逻辑分来，避免修改客户代码
• 降低耦合性，易于扩展

4.3.4.2缺点

• 增加新功能需要修改工厂类代码，违背“开闭原则”

4.3.5 案例(咖啡店点咖啡)

• 抽象咖啡

public abstract class Coffee {  
    public abstract String getName();  
//    加糖  
    public void addSugar() {  
        System.out.println("加糖");  
    }  
//    加奶  
    public void addMilk() {  
        System.out.println("加奶");  
    }  
}

• 美式咖啡

public class AmericanCoffee extends Coffee{  
    @Override  
    public String getName() {  
        return "美式咖啡";  
    }  
}

• 拿铁咖啡

public class LatteCoffee extends Coffee{  
    @Override  
    public String getName() {  
        return "拿铁咖啡";  
    }  
}

• 咖啡简单工厂

public class CoffeeSimpleFactory {  
    public Coffee createCoffeeFactory(String type)  
    {  
        Coffee coffee;  
        if(type.equals("American"))  
            coffee= new AmericanCoffee();  
        else if(type.equals("Latte"))  
            coffee= new LatteCoffee();  
        else throw new RuntimeException("对不起，您的咖啡本店没有！请重新点");  
        return coffee;  
    }  
}

• 咖啡店

public class CoffeeStore {  
    public Coffee orderCoffee(String type)  
    {  
        CoffeeSimpleFactory coffeeSimpleFactory = new CoffeeSimpleFactory();  
        Coffee coffee = coffeeSimpleFactory.createCoffeeFactory(type);  
//        加糖  
        coffee.addSugar();  
//        加奶  
        coffee.addMilk();  
        return coffee;  
    }  
}

• 测试

public static void main(String[] args) {  
    CoffeeStore coffeeStore = new CoffeeStore();  
    Coffee coffee = coffeeStore.orderCoffee("American");  
    System.out.println(coffee.getName());  
}

如图

4.3.6 扩展(咖啡店点咖啡)

• 更改工厂类代码如图
• 更改咖啡店代码如图

4.3.3 工厂方法

4.3.3.1 案例

案例与简单工厂一样

4.3.3.2 结构

• 抽象工厂：提供创建产品接口，调用者通过访问具体工厂来创建产品
• 具体工厂：实现抽象工厂抽象方法，完成具体产品创建
• 抽象产品：定义产品规范，描述产品功能和特性
• 具体产品：实现抽象产品定义接口

4.3.3.3 特点

4.3.3.3.1 优点

• 用户只需知道具体工厂名称即可得到产品
• 系统增加新产品只需添加具体产品类和具体工厂类即可，无需修改原工厂

4.3.3.3.2 缺点

每增加新产品就得增加具体产品和对应具体工厂类

4.3.3.4 代码

• 其它不变
• 咖啡创建工厂接口

public interface CoffeeFactory {  
    public Coffee createCoffee();  
}

• 美式咖啡创建工厂

public class AmericanCoffeeFactory implements CoffeeFactory{  
    @Override  
    public Coffee createCoffee() {  
        return new AmericanCoffee();  
    }  
}

• 拿铁咖啡创建工厂

public class LatteCoffeeFactory implements CoffeeFactory{  
    @Override  
    public Coffee createCoffee() {  
        return new LatteCoffee();  
    }  
}

• 咖啡店

public class CoffeeStore {  
    private CoffeeFactory coffeeFactory;  
    public void setCoffeeFactory(CoffeeFactory coffeeFactory) {  
        this.coffeeFactory = coffeeFactory;  
    }  
    public Coffee orderCoffee()  
    {  
        Coffee coffee = coffeeFactory.createCoffee();  
//        加糖  
        coffee.addSugar();  
//        加奶  
        coffee.addMilk();  
        return coffee;  
    }  
}

• 测试，结果正确，美式咖啡

public static void main(String[] args) {  
    CoffeeStore coffeeStore = new CoffeeStore();  
    coffeeStore.setCoffeeFactory(new AmericanCoffeeFactory());  
    Coffee coffee = coffeeStore.orderCoffee();  
            System.out.println(coffee.getName());  
}

• 关系图

4.3.4 抽象工厂

4.3.4.1 概念

• 工厂方法模式升级版，可生产多个等级产品
• 一种为访问类提供一个创建一组相关或相互依赖对象接口，且访问类无需指定索要产品具体类即可得到同组不同产品

4.3.4.2 结构

• 抽象工厂：提供多个创建产品接口，可创建多个不同等级产品
• 具体工厂：实现抽象工厂多个抽象方法
• 抽象产品：定义规范，描述功能
• 具体产品：实现接口，由具体工厂来创建，同具体工厂实多对一关系

4.3.4.3 特点

4.3.4.3.1 优点

当产品族中多个对象被设计一起工作时，能保证客户端始终使用同一个产品族中的对象

4.3.4.3.2 缺点

当产品族中需要增加产品时，所有工厂类均需要修改

4.3.4.4 使用场景

• 当需要创建对象是一系列相互关联或依赖产品时
• 系统有多个产品族，但每次只使用其中的某一族产品
• 系统提供产品类库，且所有产品接口相同，客户端不依赖产品实例创建细节和内部结构

4.3.4.5 案例(咖啡店)

• 咖啡与甜点抽象类

public abstract class Coffee {  
    public abstract String getName();  
//    加糖  
    public void addSugar() {  
        System.out.println("加糖");  
    }  
//    加奶  
    public void addMilk() {  
        System.out.println("加奶");  
    }  
}
public abstract class Dessert {  
    public abstract void show();  
}

• 咖啡与甜点具体产品类

public class AmericanCoffee extends Coffee {  
    @Override  
    public String getName() {  
        return "美式咖啡";  
    }  
}
public class LatteCoffee extends Coffee {  
    @Override  
    public String getName() {  
        return "拿铁咖啡";  
    }  
}
public class Tiramisu extends Dessert{  
    @Override  
    public void show() {  
        System.out.println("提拉米苏");  
    }  
}
public class MatchaMousse extends Dessert{  
    @Override  
    public void show() {  
        System.out.println("抹茶慕斯");  
    }  
}

• 具体工厂类

public class AmericanDessertFactory implements DessertFactory{  
    @Override  
    public Coffee createCoffee() {  
        return new AmericanCoffee();  
    }  
    @Override  
    public Dessert createDessert() {  
        return new MatchaMousse();  
    }  
}
public class ItalyDessertFactory implements DessertFactory{  
    @Override  
    public Coffee createCoffee() {  
        return new LatteCoffee();  
    }  
    @Override  
    public Dessert createDessert() {  
        return new Tiramisu();  
    }  
}

• 测试类,只需要更改工厂类即可切换具体产品创建

    public static void main(String[] args) {  
//        创建意式风味工厂对象  
//        ItalyDessertFactory factory = new ItalyDessertFactory();  
        AmericanDessertFactory factory = new AmericanDessertFactory();  
//        点拿铁咖啡  
        Coffee coffee = factory.createCoffee();  
//        点提拉米苏  
        Dessert dessert = factory.createDessert();  
        System.out.println(coffee.getName());  
        dessert.show();  
    }

• 类图