工厂方法模式

本文主要是介绍工厂方法模式，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

前言

什么是工厂方法

工厂方法 是一种 创建型 设计模式

什么是 创建型 设计模式？

创建型设计模式专注于处理对象创建机制，以合适的方式来创建对象。该模式通过控制对象的创建方式来解决问题。

工厂方法的作用

解决了在 不指定具体类 的情况下创建产品对象的问题，这句话要怎么理解呢？

工厂方法模式通过让子类决定该创建的对象是什么，来达到将对象创建的过程封装的目的。

工厂方法定义了一个方法，且必须使用该方法代替通过直接调用构造函数来创建对象（new 操作符）的方式。

这个怎么理解呢？

工厂方法模式将对象的创建委托给子类，子类实现工厂方法来创建对象。

子类可重写该方法来更改将被创建的对象所属类。

示例

这里就以生成跨平台的 GUI 元素为例子，来说明工厂方法模式的使用。

在本例中，按钮担任产品的角色，对话框担任创建者的角色。

不同类型的对话框需要其各自类型的元素。因此我们可为每个对话框类型创建子类并重写其工厂方法。

现在，每种对话框类型都将对合适的按钮类进行初始化。对话框基类使用其通用接口与对象进行交互，因此代码更改后仍能正常工作。

buttons

buttons/Button.java: 通用产品接口

/**
 * @author BNTang
 * @version 1.0
 * @description 通用产品接口
 * @since 2023-11-23 23:10:54
 **/
public interface Button {
    /**
     * 渲染
     */
    void render();

    /**
     * 点击
     */
    void onClick();
}

Html Button 产品

buttons/HtmlButton.java: 具体产品

/**
 * @author BNTang
 * @version 1.0
 * @description HTML按钮
 * @since 2023-11-23 23:10:54
 **/
public class HtmlButton implements Button {
    @Override
    public void render() {
        System.out.println("<button>Test Button</button>");
        onClick();
    }

    @Override
    public void onClick() {
        System.out.println("Click! Button says - 'Hello World!'");
    }
}

Windows Button 产品

buttons/WindowsButton.java: windows 按钮产品

/**
 * @author BNTang
 * @version 1.0
 * @description windows按钮
 * @since 2023-11-23 23:10:54
 **/
public class WindowsButton implements Button {
    JPanel panel = new JPanel();
    JFrame frame = new JFrame();
    JButton button;

    @Override
    public void render() {
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        JLabel label = new JLabel("Hello World!");
        label.setOpaque(true);
        label.setBackground(new Color(235, 233, 126));
        label.setFont(new Font("Dialog", Font.BOLD, 44));
        label.setHorizontalAlignment(SwingConstants.CENTER);
        panel.setLayout(new FlowLayout(FlowLayout.CENTER));
        frame.getContentPane().add(panel);
        panel.add(label);

        onClick();
        panel.add(button);

        frame.setSize(320, 200);
        frame.setVisible(true);
        onClick();
    }

    @Override
    public void onClick() {
        button = new JButton("Exit");
        button.addActionListener(e -> {
            frame.setVisible(false);
            System.exit(0);
        });
    }
}

factory

factory/Dialog.java: 创建者

/**
 * @author BNTang
 * @version 1.0
 * @description 基本工厂类。请注意，"工厂 "只是该类的一个角色。它
 * 应该有一些需要创建不同产品的核心业务逻辑。
 * @since 2023-11-23 23:14:36
 **/
public abstract class Dialog {
    public void renderWindow() {
        // ... other code ...

        Button okButton = createButton();
        okButton.render();
    }

    /**
     * Subclasses will override this method in order to create specific button
     * objects.
     */
    public abstract Button createButton();
}

Html Dialog 创建者

factory/HtmlDialog.java: Html Dialog 具体创建者

/**
 * @author BNTang
 * @version 1.0
 * @description HTML 对话框将生成 HTML 按钮。
 * @since 2023-11-23 23:14:36
 **/
public class HtmlDialog extends Dialog {
    @Override
    public Button createButton() {
        return new HtmlButton();
    }
}

Windows Dialog 创建者

factory/WindowsDialog.java: Windows Dialog 具体创建者

/**
 * @author BNTang
 * @version 1.0
 * @description Windows 对话框将生成 Windows 按钮。
 * @since 2023-11-23 23:16:45
 **/
public class WindowsDialog extends Dialog {
    @Override
    public Button createButton() {
        return new WindowsButton();
    }
}

客户端代码

Demo.java: 客户端代码

/**
 * @author BNTang
 * @version 1.0
 * @description
 * @since 2023-11-23 23:17:38
 **/
public class Demo {
    private static Dialog dialog;

    public static void main(String[] args) {
        configure();
        runBusinessLogic();
    }

    /**
     * The concrete factory is usually chosen depending on configuration or
     * environment options.
     */
    static void configure() {
        if (System.getProperty("os.name").equals("Windows 10")) {
            dialog = new WindowsDialog();
        } else {
            dialog = new HtmlDialog();
        }
    }

    /**
     * All of the client code should work with factories and products through
     * abstract interfaces. This way it does not care which factory it works
     * with and what kind of product it returns.
     */
    static void runBusinessLogic() {
        dialog.renderWindow();
    }
}

测试

因为我目前电脑是 windows 所以通过 configure() 方法选择了 WindowsDialog，然后运行 runBusinessLogic() 方法，最终输出了 windows 的按钮。

如上的过程就是工厂方法模式的使用过程。我们再来进一步更加深刻的理解一下工厂方法模式。

意图

工厂方法模式是一种创建型设计模式，其在父类中提供一个创建对象的方法，允许子类决定实例化对象的类型。

例如在我们现实生活当中，有物流公司，有很多种物流公司，那么通过如上介绍的工厂方法模式，我们可以将物流公司抽象成一个父类，然后子类继承父类，然后子类实现父类的抽象方法，这样就可以实现不同的物流公司，来实现不同的物流方式。

问题

假设你正在开发一款物流管理应用。最初版本只能处理卡车运输，因此大部分代码都在位于名为 卡车 的类中。

一段时间后，这款应用变得极受欢迎。你每天都能收到十几次来自海运公司的请求，希望应用能够支持海上物流功能。

如果代码其余部分与现有类已经存在耦合关系，那么向程序中添加新类其实并没有那么容易。

这可是个好消息。但是代码问题该如何处理呢？目前，大部分代码都与 卡车 类相关。在程序中添加 轮船 类需要修改全部代码。

更糟糕的是，如果你以后需要在程序中支持另外一种运输方式，很可能需要再次对这些代码进行大幅修改。

最后，你将不得不编写繁复的代码，根据不同的运输对象类，在应用中进行不同的处理。

解决方案

工厂方法模式建议使用特殊的工厂方法代替对于对象构造函数的直接调用（即使用 new 运算符）。

不用担心，对象仍将通过 new 运算符创建，只是该运算符改在工厂方法中调用罢了。工厂方法返回的对象通常被称作 “产品”。

子类可以修改工厂方法返回的对象类型。

乍看之下，这种更改可能毫无意义： 我们只是改变了程序中调用构造函数的位置而已。但是，仔细想一下，现在你可以在子类中重写工厂方法，从而改变其创建产品的类型。

但有一点需要注意: 仅当这些产品具有共同的基类或者接口时，子类才能返回不同类型的产品，同时基类中的工厂方法还应将其返回类型声明为这一共有接口。

所有产品都必须使用同一接口。

举例来说， 卡车Truck和 轮船Ship类都必须实现 运输Transport接口， 该接口声明了一个名为 deliver交付的方法。每个类都将以不同的方式实现该方法：卡车走陆路交付货物， 轮船走海路交付货物。 陆路运输Road­Logistics类中的工厂方法返回卡车对象，而 海路运输Sea­Logistics类则返回轮船对象。

只要产品类实现一个共同的接口， 你就可以将其对象传递给客户代码， 而无需提供额外数据。

调用工厂方法的代码 （通常被称为客户端代码） 无需了解不同子类返回实际对象之间的差别。 客户端将所有产品视为抽象的 运输 。 客户端知道所有运输对象都提供 交付方法， 但是并不关心其具体实现方式。

最后

• 参考资料：https://refactoringguru.cn/design-patterns/factory-method/java/example

这篇关于工厂方法模式的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！