設計模式讀書筆記-----工廠方法模式

        一、問題                                                                                                                   

        在前一章《設計模式讀書筆記-----簡單工廠模式》中通過披薩的實例介紹了簡單工廠模式。在披薩實例中，如果我想根據地域的不同生產出不同口味的披薩，如紐約口味披薩，芝加哥口味披薩。如果利用簡單工廠模式，我們需要兩個不同的工廠，NYPizzaFactory、ChicagoPizzaFactory。在該地域中有很多的披薩店，他們並不想依照總店的制作流程來生成披薩，而是希望采用他們自己的制作流程。這個時候如果還使用簡單工廠模式，因為簡單工廠模式是將披薩的制作流程完全承包了。那么怎么辦？

 

        二、解決方案                                                                                                           

        我們可以這樣解決：將披薩的制作方法交給各個披薩店完成，但是他們只能提供制作完成的披薩，披薩的訂單處理仍然要交給披薩工廠去做。也就是說，我們將createPizza()方法放回到PizzaStore中，其他的部分還是保持不變。

        三、基本定義                                                                                                           

        工廠方法模式定義了一個創建對象的接口，但由子類決定要實例化的類是哪一個。工廠方法模式讓實例化推遲到子類。

 

        四、模式結構                                                                                                            

        工廠方法模式的UML結構圖：

         

        Product：抽象產品。所有的產品必須實現這個共同的接口，這樣一來，使用這些產品的類既可以引用這個接口。而不是具體類。

        ConcreteProduct：具體產品。

        Creator：抽象工廠。它實現了所有操縱產品的方法，但不實現工廠方法。Creator所有的子類都必須要實現factoryMethod()方法。

        ConcreteCreator：具體工廠。制造產品的實際工廠。它負責創建一個或者多個具體產品，只有ConcreteCreator類知道如何創建這些產品。

 

        工廠方法模式是簡單工廠模式的延伸。在工廠方法模式中，核心工廠類不在負責產品的創建，而是將具體的創建工作交給子類去完成。也就是后所這個核心工廠僅僅只是提供創建的接口，具體實現方法交給繼承它的子類去完成。當我們的系統需要增加其他新的對象時，我們只需要添加一個具體的產品和它的創建工廠即可，不需要對原工廠進行任何修改，這樣很好地符合了“開閉原則”。

 

        五、工廠方法模式實現                                                                                            

        針對上面的解決方案，得到如下UML結構圖：

        抽象產品類：Pizza.java

public abstract class Pizza {
    protected String name;        //名稱
    protected String dough;       //面團
    protected String sause;       //醬料
    protected List<String> toppings = new ArrayList<String>();       //佐料
    
    
    public void prepare() {
        System.out.println("Preparing "+name);
        System.out.println("Tossing dough");
        System.out.println("Adding sause");
        System.out.println("Adding toppings");
        for(int i = 0;i < toppings.size();i++){
            System.out.println("   "+toppings.get(i));
        }
    }

    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 String getName(){
        return name;
    }
}

 

        具體產品類：NYStyleCheesePizza.java

public class NYStyleCheesePizza extends Pizza{
    public NYStyleCheesePizza(){
        name = "Ny Style Sauce and Cheese Pizza";
        dough = "Thin Crust Dough";
        sause = "Marinara Sauce";
        
        toppings.add("Crated Reggiano Cheese");
    }

}

 

        ChicagoStyleCheesePizza.java

public class ChicagoStyleCheesePizza extends Pizza {
    public ChicagoStyleCheesePizza(){
        name = "Chicago Style Deep Dish Cheese Pizza";
        dough = "Extra Thick Crust Dough";
        sause = "Plum Tomato Sauce";
        
        toppings.add("Shredded Mozzarella Cheese");
    }
    
    public void cut(){
        System.out.println("Cutting the Pizza into square slices");
    }
}

 

        抽象工廠：披薩總店。PizzaStore.java

public abstract class PizzaStore {
    public Pizza orderPizza(String type){
        Pizza pizza;
        pizza = createPizza(type);
        
        pizza.prepare();
        pizza.bake();
        pizza.cut();
        pizza.box();
        
        return pizza;
    }
    
    /*
     * 創建pizza的方法交給子類去實現
     */
    abstract Pizza createPizza(String type);
}

 

        具體工廠。披薩分店。NYPizzaStore.java

public class NYPizzaStore extends PizzaStore{

    @Override
    Pizza createPizza(String item) {
        Pizza pizza = null;
        if("cheese".equals(item)){
            pizza = new NYStyleCheesePizza();
        }
        else if("veggie".equals(item)){
            pizza = new NYStyleVeggiePizza();
        }
        else if("clam".equals(item)){
            pizza = new NYStyleClamPizza();
        }
        else if("pepperoni".equals(item)){
            pizza = new NYStylePepperoniPizza();
        }
        
        return pizza;
    }

 

        ChicagoPizzaStore.java

public class ChicagoPizzaStore extends PizzaStore {
    Pizza createPizza(String type) {
        Pizza pizza = null;
        if("cheese".equals(type)){
            pizza = new ChicagoStyleCheesePizza();
        }
        else if("clam".equals(type)){
            pizza = new ChicagoStyleClamPizza();
        }
        else if("pepperoni".equals(type)) {
            pizza = new ChicagoStylePepperoniPizza();
        }
        else if("veggie".equals(type)){
            pizza = new ChicagoStyleVeggiePizza();
        }
        return pizza;
    }

}

 

        做了這么多，應該可以吃披薩了吧。Ethan要一份紐約口味的披薩，Joel需要芝加哥口味的披薩。

        PizzaTestDrive.java

public class PizzaTestDrive {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("---------Joel 需要的芝加哥的深盤披薩---------");
        ChicagoPizzaStore chicagoPizzaStore = new ChicagoPizzaStore();       //建立芝加哥的披薩店
        Pizza joelPizza =chicagoPizzaStore.orderPizza("cheese");             //下訂單
        System.out.println("Joel ordered a " + joelPizza.getName() + "\n");
        
        System.out.println("---------Ethan 需要的紐約風味的披薩---------");
        NYPizzaStore nyPizzaStore = new NYPizzaStore();
        Pizza ethanPizza = nyPizzaStore.orderPizza("cheese");
        System.out.println("Ethan ordered a " + ethanPizza.getName() + "\n");
        
    }
}

       運行結果。

 

 

        六、工廠方法模式的優缺點                                                                                      

        優點

           1、  在工廠方法中，用戶只需要知道所要產品的具體工廠，無須關系具體的創建過程，甚至不需要具體產品類的類名。

           2、  在系統增加新的產品時，我們只需要添加一個具體產品類和對應的實現工廠，無需對原工廠進行任何修改，很好地符合了“開閉原則”。

        缺點

           1、  每次增加一個產品時，都需要增加一個具體類和對象實現工廠，是的系統中類的個數成倍增加，在一定程度上增加了系統的復雜度，同時也增加了系統具體類的依賴。這並不是什么好事。

 

        七、工廠方法適用場景                                                                                             

        1、一個類不知道它所需要的對象的類。在工廠方法模式中，我們不需要具體產品的類名，我們只需要知道創建它的具體工廠即可。

        2、一個類通過其子類來指定創建那個對象。在工廠方法模式中，對於抽象工廠類只需要提供一個創建產品的接口，而由其子類來確定具體要創建的對象，在程序運行時，子類對象將覆蓋父類對象，從而使得系統更容易擴展。

        3、將創建對象的任務委托給多個工廠子類中的某一個，客戶端在使用時可以無須關心是哪一個工廠子類創建產品子類，需要時再動態指定。

 

        七、總結                                                                                                                  

         1、工廠方法模式完全符合“開閉原則”。

         2、工廠方法模式使用繼承，將對象的創建委托給子類，通過子類實現工廠方法來創建對象。

         3、工廠方法允許類將實例化延伸到子類進行。

         4、工廠方法讓子類決定要實例化的類時哪一個。在這里我們要明白這並不是工廠來決定生成哪種產品，而是在編寫創建者類時，不需要知道實際創建的產品是哪個，選擇了使用哪個子類，就已經決定了實際創建的產品時哪個了。

         5、在工廠方法模式中，創建者通常會包含依賴於抽象產品的代碼，而這些抽象產品是、由子類創建的，創建者不需要真的知道在制作哪種具體產品。