Java設計模式(四):工廠設計模式
1. 工廠設計模式
1.1 應用場景
由於需求的變化,一個類的子類經常面臨著劇烈的變化,但他卻擁有比較穩定的介面。使用一種封裝機制來“隔離這種易變物件的變化”,工廠方法定義一個用於建立物件的介面,讓子類來確定建立哪一個具體類的物件,將物件的例項化延遲。
1.2 概念
定義了一個建立物件的介面,但由子類決定要例項化哪個類。工廠方法把例項化操作推遲到子類。
1.3 Class Diagram
在簡單工廠中,建立物件的是另一個類,而在工廠方法中,是由子類來建立物件。
下圖中,Factory 有一個 doSomething() 方法,這個方法需要用到一個產品物件,這個產品物件由 factoryMethod() 方法建立,也稱為“工廠方法”。該方法是抽象的,需要由子類去實現。在抽象的Factory中,任何其他實現的方法,都可能使用到這個工廠方法所製造出來的產品,但只有子類真正實現了這個工廠方法並建立產品。
1.4 Implementation
public abstract class Pizza {
String name;
String dough;
String sauce;
ArrayList<String> toppings = new ArrayList<String>();
void prepare() {
System.out.println("Prepare " + name);
System.out.println("Tossing dough...");
System.out.println("Adding sauce..." );
System.out.println("Adding toppings: ");
for (String topping : toppings) {
System.out.println(" " + topping);
}
}
void bake() {
System.out.println("Bake for 25 minutes at 350");
}
void cut() {
System.out.println("Cut the pizza into diagonal slices");
}
void box() {
System. out.println("Place pizza in official PizzaStore box");
}
public String getName() {
return name;
}
public String toString() {
StringBuffer display = new StringBuffer();
display.append("---- " + name + " ----\n");
display.append(dough + "\n");
display.append(sauce + "\n");
for (String topping : toppings) {
display.append(topping + "\n");
}
return display.toString();
}
}
public abstract class PizzaStore {
public Pizza orderPizza(String type){
Pizza pizza;
pizza=createPizza(type);
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
return pizza;
}
public abstract Pizza createPizza(String type);
}
public class NYStyleCheesePizza extends Pizza {
public NYStyleCheesePizza() {
name = "NY Style Sauce and Cheese Pizza";
dough = "Thin Crust Dough";
sauce = "Marinara Sauce";
toppings.add("Grated Reggiano Cheese");
}
}
public class ChicagoStyleCheesePizza extends Pizza {
public ChicagoStyleCheesePizza() {
name = "Chicago Style Deep Dish Cheese Pizza";
dough = "Extra Thick Crust Dough";
sauce = "Plum Tomato Sauce";
toppings.add("Shredded Mozzarella Cheese");
}
void cut() {
System.out.println("Cutting the pizza into square slices");
}
}
public class ChicagoStylePizzaStore extends PizzaStore{
@Override
public Pizza createPizza(String type) {
if(type.equals("cheese"))
return new ChicagoStyleCheesePizza();
return null;
}
}
public class NYStylePizzaStore extends PizzaStore{
@Override
public Pizza createPizza(String type) {
if(type.equals("cheese"))
return new NYStyleCheesePizza();
return null;
}
}
public class PizzaTestDrive {
public static void main(String[] args) {
PizzaStore nyStylePizzaStore=new NYStylePizzaStore();
PizzaStore chicagoStylePizzaStore=new ChicagoStylePizzaStore();
Pizza nyStylePizza = nyStylePizzaStore.orderPizza("cheese");
System.out.println("Ethan ordered a " + nyStylePizza.getName() + "\n");
Pizza chicagoPizza = chicagoStylePizzaStore.orderPizza("cheese");
System.out.println("Ethan ordered a " + chicagoPizza.getName() + "\n");
}
}
1.5 JDK
- java.util.Calendar
- java.util.ResourceBundle
- java.text.NumberFormat
- java.nio.charset.Charset
- java.net.URLStreamHandlerFactory
- java.util.EnumSet
- javax.xml.bind.JAXBContext
2. 抽象工廠方法
2.1 應用場景
一系列相互依賴的物件有不同的具體實現。提供一種“封裝機制”來避免客戶程式和這種“多系列具體物件建立工作”的緊耦合。
2.2 概念
提供一個介面,用於建立 相關的物件家族,而不需要明確的指定具體類。抽象工廠允許客戶使用抽象的介面來建立一組相關的產品,而不需要知道或者關心實際產出的產品是什麼。這樣一來客戶就從具體的產品中被解耦。
2.3 Class Diagram
抽象工廠模式建立的是物件家族,也就是很多物件而不是一個物件,並且這些物件是相關的,也就是說必須一起創建出來。而工廠方法模式只是用於建立一個物件,這和抽象工廠模式有很大不同。
抽象工廠模式用到了工廠方法模式來建立單一物件,AbstractFactory 中的 createProductA() 和 createProductB() 方法都是讓子類來實現,這兩個方法單獨來看就是在建立一個物件,這符合工廠方法模式的定義。
至於建立物件的家族這一概念是在 Client 體現,Client 要通過 AbstractFactory 同時呼叫兩個方法來創建出兩個物件,在這裡這兩個物件就有很大的相關性,Client 需要同時創建出這兩個物件。
從高層次來看,抽象工廠使用了組合,即 Cilent 組合了 AbstractFactory,而工廠方法模式使用了繼承。
2.4 Implementation
public interface Cheese {
public String toString();
}
public interface Clams {
public String toString();
}
public interface Dough {
public String toString();
}
public class FreshClams implements Clams {
public String toString() {
return "Fresh Clams from Long Island Sound";
}
}
public class Garlic implements Veggies {
public String toString() {
return "Garlic";
}
}
public class MarinaraSauce implements Sauce {
public String toString() {
return "Marinara Sauce";
}
}
public class Mushroom implements Veggies {
public String toString() {
return "Mushrooms";
}
}
public class Onion implements Veggies {
public String toString() {
return "Onion";
}
}
public interface Pepperoni {
public String toString();
}
public class RedPepper implements Veggies {
public String toString() {
return "Red Pepper";
}
}
public class ReggianoCheese implements Cheese {
public String toString() {
return "Reggiano Cheese";
}
}
public interface Sauce {
public String toString();
}
public class SlicedPepperoni implements Pepperoni {
public String toString() {
return "Sliced Pepperoni";
}
}
public class ThinCrustDough implements Dough {
public String toString() {
return "Thin Crust Dough";
}
}
public interface Veggies {
public String toString();
}
public interface PizzaIngredientFactory {
public Dough createDough();
public Sauce createSauce();
public Cheese createCheese();
public Veggies[] createVeggies();
public Pepperoni createPepperoni();
public Clams createClams();
}
public abstract class Pizza {
public String name;
public Dough dough;
public Sauce sauce;
public Veggies veggies[];
public Cheese cheese;
public Pepperoni pepperoni;
public Clams clam;
public abstract void prepare();
public void bake() {
System.out.println("Bake for 25 minutes at 350");
}
public void cut() {
System.out.println("Cutting the pizza into diagonal slices");
}
public void box() {
System.out.println("Place pizza in official PizzaStore box");
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public String toString() {
StringBuffer result = new StringBuffer();
result.append("---- " + name + " ----\n");
if (dough != null) {
result.append(dough);
result.append("\n");
}
if (sauce != null) {
result.append(sauce);
result.append("\n");
}
if (cheese != null) {
result.append(cheese);
result.append("\n");
}
if (veggies != null) {
for (int i = 0; i < veggies.length; i++) {
result.append(veggies[i]);
if (i < veggies.length-1) {
result.append(", ");
}
}
result.append("\n");
}
if (clam != null) {
result.append(clam);
result.append("\n");
}
if (pepperoni != null) {
result.append(pepperoni);
result.append("\n");
}
return result.toString();
}
}
public class CheesePizza extends Pizza {
PizzaIngredientFactory ingredientFactory;
public CheesePizza(PizzaIngredientFactory ingredientFactory) {
this.ingredientFactory = ingredientFactory;
}
public void prepare() {
System.out.println("Preparing " + name);
dough = ingredientFactory.createDough();
sauce = ingredientFactory.createSauce();
cheese = ingredientFactory.createCheese();
}
}
public class ClamPizza extends Pizza {
PizzaIngredientFactory ingredientFactory;
public ClamPizza(PizzaIngredientFactory ingredientFactory) {
this.ingredientFactory = ingredientFactory;
}
public void prepare() {
System.out.println("Preparing " + name);
dough = ingredientFactory.createDough();
sauce = ingredientFactory.createSauce();
cheese = ingredientFactory.createCheese();
clam = ingredientFactory.createClams();
}
}
public class PepperoniPizza extends Pizza {
PizzaIngredientFactory ingredientFactory;
public PepperoniPizza(PizzaIngredientFactory ingredientFactory) {
this.ingredientFactory = ingredientFactory;
}
public void prepare() {
System.out.println("Preparing " + name);
dough = ingredientFactory.createDough();
sauce = ingredientFactory.createSauce();
cheese = ingredientFactory.createCheese();
veggies = ingredientFactory.createVeggies();
pepperoni = ingredientFactory.createPepperoni();
}
}
public class VeggiePizza extends Pizza {
PizzaIngredientFactory ingredientFactory;
public VeggiePizza(PizzaIngredientFactory ingredientFactory) {
this.ingredientFactory = ingredientFactory;
}
public void prepare() {
System.out.println("Preparing " + name);
dough = ingredientFactory.createDough();
sauce = ingredientFactory.createSauce();
cheese = ingredientFactory.createCheese();
veggies = ingredientFactory.createVeggies();
}
}
public class NYPizzaIngredientFactory implements PizzaIngredientFactory {
public Dough createDough() {
return new ThinCrustDough();
}
public Sauce createSauce() {
return new MarinaraSauce();
}
public Cheese createCheese() {
return new ReggianoCheese();
}
public Veggies[] createVeggies() {
Veggies veggies[] = { new Garlic(), new Onion(), new Mushroom(), new RedPepper() };
return veggies;
}
public Pepperoni createPepperoni() {
return new SlicedPepperoni();
}
@Override
public Clams createClams() {
return new FreshClams();
}
}
public abstract class PizzaStore {
protected abstract Pizza createPizza(String item);
public Pizza orderPizza(String type) {
Pizza pizza = createPizza(type);
System.out.println("--- Making a " + pizza.getName() + " ---");
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
return pizza;
}
}
public class NYPizzaStore extends PizzaStore {
protected Pizza createPizza(String item) {
Pizza pizza = null;
PizzaIngredientFactory ingredientFactory =
new NYPizzaIngredientFactory();
if (item.equals("cheese")) {
pizza = new CheesePizza(ingredientFactory);
pizza.setName("New York Style Cheese Pizza");
} else if (item.equals("veggie")) {
pizza = new VeggiePizza(ingredientFactory);
pizza.setName("New York Style Veggie Pizza");
} else if (item.equals("clam")) {
pizza = new ClamPizza(ingredientFactory)
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