設計模式 ~ 工廠模式

1、簡單工廠模式

  • 定義:簡單工廠模式又名靜態工廠方法模式,是由一個工廠對象決定創建出哪一種產品類的實例,包含:
    • 產品工廠類(Factory):負責生產各種具體的產品,不關心產品產生的過程,只關心要生產的產品的類型
    • 抽象產品類(IProduct):創建的所有對象的父類,它負責描述所有實例所共有的公共接口
    • 具體產品類(Product):具體的產品,封裝了產品建造的過程以及使用的教程
  • 簡單實現
    • 不同手機型號需要使用不同的推送,可以集成小米、華為、極光推送然后創建一個工廠類根據手機型號來使用不同的推送。
    • 1、定義推送調用的接口
/**
 * 定義一個通用的push推送接口
 * @author LTP  2021/11/10
 */
interface IPush {
    /** 定義一個抽象的push方法 */
    fun push()
}
  • 2、封裝不同的推送調用方法
/**
* 具體產品類:小米推送具體實現
* @author LTP  2021/11/10
*/
class MiPush : IPush {

   override fun push() {
       println("小米手機使用小米推送")
   }
}
/**
 * 具體產品類:華為推送具體實現
 * @author LTP  2021/11/10
 */
class HuaWeiPush : IPush {

    override fun push() {
        println("華為手機使用華為推送")
    }
}
/**
 * 具體產品類:極光推送具體實現
 * @author LTP  2021/11/10
 */
class JiGuangPush : IPush {

    override fun push() {
        println("其他手機使用極光推送")
    }
}
  • 3、創建一個push工廠
/**
 * 推送工廠類
 * @author LTP  2021/11/10
 */
object PushFactory {

    /**
     * 根據具體的手機類型使用具體的推送服務
     *
     * @param type 推送類型
     * @return Push 具體的推送類型
     */
    fun createPush(type: String): IPush {
        return when (type) {
            "xiaoMi" -> MiPush()
            "huaWei" -> HuaWeiPush()
            else -> JiGuangPush()
        }
    }
}
  • 4、具體使用
/**
 * 具體調用
 *
 * @author LTP  2021/11/10
 */
class CreatePush {

    companion object {
        @JvmStatic
        fun main(args: Array<String>) {
            PushFactory.createPush("xiaoMi").push()
            PushFactory.createPush("huaWei").push()
        }
    }
}
執行結果:
小米手機使用小米推送
華為手機使用華為推送
  • 使用場景與優缺點
    • 使用場景
      • 1、工廠類負責創建的對象比較少。
      • 2、客戶只知道傳入工廠類的參數,對于如何創建對象(邏輯)不關心
    • 優點:用戶根據參數獲得對應的類實例,避免了直接實例化類,降低了耦合性
    • 缺點:類型在編譯期間已經被確定,增加新類型需要修改工廠,違背了開放封閉原則(ASD) ;需要事先知道所有要生成的類型,當子類過多或者子類層次過多時不適合使用

2、工廠方法模式

  • 定義:定義一個用于創建對象的接口,讓子類決定實例化哪個類。工廠方法使一個類的實例化延遲到其子類,包含:
    • Product:抽象產品類。
    • ConcreteProduct:具體產品類,實現Product接口。
    • Factory:抽象工廠類,該方法返回一個Product類型的對象。
    • ConcreteFactory:具體工廠類,返回ConcreteProduct實例。
  • 簡單實現
    • 現在來了一個新需求,在原來基礎上oppo手機需加入oppo推送,而且后面可能還會有更多手機廠商的推送...
    • 實現步驟
      • 在原來的基礎上加一層抽象工廠類
    /**
     * 推送抽象工廠類
     * @author LTP  2021/11/10
     */
    abstract class AbsPushFactory {

          abstract fun <T : IPush> createPush(clazz: Class<T>): T
    }
  • 原來的工廠類繼承抽象工廠類利用反射來初始化各產品對象
    /**
     * @author LTP  2021/11/10
     */
  object PushFactory : AbsPushFactory() {

      override fun <T : IPush> createPush(clazz: Class<T>): T {
           return Class.forName(clazz.name).getDeclaredConstructor().newInstance() as T
    }
}
  • 這是加入跟以前小米華為一樣,添加oppo推送的具體產品類......
/**
 * 具體產品類:Oppo推送具體實現
 * @author LTP  2021/11/10
 */
class OppoPush : IPush {

    override fun push() {
        println("oppo手機使用oppo推送")
    }
}
  • 最終的調用
/**
 * 具體調用
 * 
 * @author LTP  2021/11/10
 */
class CreatePush {

    companion object {
        @JvmStatic
        fun main(args: Array<String>) {
            PushFactory.createPush(MiPush::class.java).push()
            PushFactory.createPush(HuaWeiPush::class.java).push()
            PushFactory.createPush(OppoPush::class.java).push()
        }
    }
}
執行結果:
小米手機使用小米推送
華為手機使用華為推送
oppo手機使用oppo推送
  • 優點:可以自由新增更多的產品線而不破壞開放封閉原則
  • 缺點:使用反射,多多少少影響性能

3、抽象工廠模式

  • 定義:為創建一組相關或者相互依賴的對象提供一個接口,而無需指定它們的具體類;
    • AbstractFactory:抽象工廠,它聲明了用來創建不同產品的方法。
    • ConcreteFactory:具體工廠,實現抽象工廠中定義的創建產品的方法。
    • AbstractProduct:抽象產品,為每種產品聲明業務方法。
    • ConcreteProduct:具體產品,定義具體工廠生產的具體產品,并實現抽象產品中定義的業務方法。
  • 新需求
    • 添加針對向不同的手機廠商發短信
  • 實現
    • 1、添加一個Isend接口
/**
 * 定義一個通用的發送短信接口
 * @author LTP  2021/11/10
 */
interface ISend {
    /** 定義一個抽象的send方法 */
    fun send()
}
  • 2、華為小米分別添加對Isend的實現
/**
 * 具體產品類:小米短信具體實現(華為代碼同理已省略)
 * @author LTP  2021/11/10
 */
class MiSend : ISend {

    override fun send() {
        println("小米手機發送小米短信")
    }
}
  • 3、添加包含push和send的抽象工廠
/**
 * 推送發短信抽象工廠類
 * @author LTP  2021/11/10
 */
abstract class AbsPushSendFactory {

    abstract fun createPush(): IPush
    abstract fun createSend(): ISend
}
  • 4、分別實現華為工廠和小米工廠(代碼一樣已省略)
/**
 * 華為工廠類
 *
 * @author LTP  2021/11/10
 */
class HuaWeiFactory : AbsPushSendFactory() {

    override fun createPush(): IPush {
        return HuaWeiPush()
    }

    override fun createSend(): ISend {
        return HuaWeiSend()
    }
}
  • 5、具體調用
/**
 * 具體調用
 *
 * @author LTP  2021/11/10
 */
class CreatePushSend {

    companion object {
        @JvmStatic
        fun main(args: Array<String>) {
            // 小米工廠
            val miFactory = MiFactory()
            miFactory.createPush().push()
            miFactory.createSend().send()

            // 華為工廠
            val huaWeiFactory = HuaWeiFactory()
            huaWeiFactory.createPush().push()
            huaWeiFactory.createSend().send()
        }
    }
}
執行結果:
小米手機使用小米推送
小米手機發送小米短信
華為手機使用華為推送
華為手機發送華為短信
  • 使用場景與優缺點
    • 使用場景
      • 1、一個系統不依賴于產品線實例如何被創建、組合和表達的細節。
      • 2、系統中有多于一個的產品線,而每次只使用其中某一產品線。
      • 3、一個產品線(或是一組沒有任何關系的對象)擁有相同的約束。
    • 優點:具體類的創建實例過程與客戶端分離,客戶端通過工廠的抽象接口操縱實例,客戶端并不知道具體的實現是誰。
    • 缺點:增加新的產品族則也需要修改抽象工廠和所有的具體工廠。

4、總結對比

  • 簡單工廠模式:單一產品線固定產品;一個工廠類,無抽象工廠類
  • 工廠模式:單一產品線可延伸產品(添加產品,只需添加IProduct的新產品實現類即可);一個抽象工廠類,所有產品共用一個工廠類
  • 抽象工廠模式:固定多產品線可延伸產品(添加產品,需添加IProduct的新產品實現類以及新產品的工廠類);一個抽象工廠類,每一個產品都有一個工廠類
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