設計模式01之 簡單工廠模式(創建模式)

 

概要

本章介紹"簡單工廠模式"。內容包括：
簡單工廠模式簡介
簡單工廠模式代碼模型
簡單工廠模式示例

說明：(01) 本文是在《Java與模式》的學習總結文章！ (02) 文章中的UML的相關內容(包括類圖說明和繪圖工具等)，可以參考"UML系列" 文章。

轉載請注明出處：http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3526186.html

 

簡單工廠模式簡介

簡單工廠模式(Simple Factory)，又被稱為"靜態工廠方法模式"。它屬於"創建模式"(創建對象的模式)，並且是"工廠方法"模式的一種特殊實現。
通常，我們利用簡單工廠模式來進行類的創建。例如，獲取線程池對象，就是通過簡單工廠模式來實現的。它的結構圖如下所示：

簡單工廠模式的結構共包括3個組成部分：工廠(Factory)，抽象產品(Product)，具體產品(ConcreteProduct)。

 

1. 工廠 -- 工廠是簡單工廠模式的核心，提供了對外接口。客戶端或其它程序要獲取Product對象，都是通過Factory的接口來獲取的。

2. 抽象產品 -- 抽象產品是(許多)不同產品抽象出來的。Product可以是接口或者抽象類。

3. 具體產品 -- 工廠中返回的產品對象，實際上是通過ConcreteProduct來創建的。

 

 

簡單工廠模式代碼模型

public class Factory {
    public static Product newInstance() {
        return new ConcreteProduct();
    }
}
public abstract Product {
}
public class ConcreteProduct extends Product {
    public ConcreteProduct() {}
}

模型的類圖

 

簡單工廠模式示例

假設現在有一個水果工廠，能夠生成各種各樣的水果。目前能生產的水果包括蘋果，葡萄和草莓。
我們通過"簡單工廠模式"描述該問題，它的UML類圖如下：

1. 工廠類
工廠類是"FruitFactory"。FruitFactory是水果工廠，水果工廠會生成水果。
FruitFactory的源碼

public class FruitFactory {

    public static Fruit newInstance(String name) 
        throws BadFruitException {
        // 如果name等於"apple"(忽略大小寫)，則返回蘋果。
        if ("apple".equalsIgnoreCase(name)) {
            return new Apple();
        // 如果name等於"grape"(忽略大小寫)，則返回葡萄。
        } else if ("grape".equalsIgnoreCase(name)) {
            return new Grape();
        // 如果name等於"strawberry"(忽略大小寫)，則返回草莓。
        } else if ("strawberry".equalsIgnoreCase(name)) {
            return new Strawberry();
        // 其它情況，則拋出異常。
        } else {
            throw new BadFruitException("Bad fruit request!");
        }
    }
}

 

2. 抽象產品類
Product類是"Fruit"。Fruit代表水果，它是抽象類，包含水果的基本特征：生長，種植，收獲。
Fruit的源碼

public abstract class Fruit {
    abstract void grow();    // 生長
    abstract void harvest(); // 收獲
    abstract void plant();   // 種植
}

 

3. 具體產品類
具體產品類是"Apple", "Grape"和"Strawberry"。它們是3種具體的水果，分別代表蘋果，葡萄和草莓。
Apple的源碼

// Apple實現Fruit的函數接口，並且Apple中有私有成員age和私有方法log。
public class Apple extends Fruit {
    private int age;

    public void grow() {
        log("Apple grow()");
    }
    public void harvest() {
        log("Apple harvest()");
    }
    public void plant() {
        log("Apple plant()");
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    private void log(String msg) {
        System.out.println(msg);
    }
}

Grape的源碼

// Grape僅僅只實現Fruit的函數接口。
public class Grape extends Fruit {
    public void grow() {
        System.out.println("Grape grow()");
    }
    public void harvest() {
        System.out.println("Grape harvest()");
    }
    public void plant() {
        System.out.println("Grape plant()");
    }
}

Strawberry的源碼

// Strawberry實現Fruit的函數接口，並且Strawberry中有私有方法log
public class Strawberry extends Fruit {

    public void grow() {
        log("Strawberry grow()");
    }
    public void harvest() {
        log("Strawberry harvest()");
    }
    public void plant() {
        log("Strawberry plant()");
    }
    private void log(String msg) {
        System.out.println(msg);
    }
}

 

4. 客戶端測試程序
客戶端是"Client"。
Client的源碼

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            Fruit apple = FruitFactory.newInstance("Apple");
            apple.plant();
            apple.grow();
            apple.harvest();

            Fruit grape = FruitFactory.newInstance("Grape");
            grape.plant();
            grape.grow();
            grape.harvest();

            Fruit strawberry = FruitFactory.newInstance("strawberry");
            strawberry.plant();
            strawberry.grow();
            strawberry.harvest();

            Fruit error = FruitFactory.newInstance("error");
            error.plant();
            error.grow();
            error.harvest();
        } catch (BadFruitException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

運行結果：

Apple plant()
Apple grow()
Apple harvest()
Grape plant()
Grape grow()
Grape harvest()
Strawberry plant()
Strawberry grow()
Strawberry harvest()
BadFruitException: Bad fruit request!
    at FruitFactory.newInstance(FruitFactory.java:17)
    at Client.main(Client.java:21)

結果說明：

Client成功創建了Apple, Grape, Strawberry這3個水果對象，並調用了它們的方法；然后創建error時，由於不存在error對應的水果，因此拋出異常。
(01) Fruit，是抽象產品。Fruit中聲明了grow(), harvest(), plant()這3個函數接口，它們是水果共用擁有的行為。
(02) Apple, Grape和Strawberry這三個類是具體產品。
      Apple -- 實現Fruit的函數接口，並且Apple中有私有成員age和私有方法log。
      Grape -- 僅僅只實現Fruit的函數接口。
      Strawberry -- 實現Fruit的函數接口，並且Strawberry中有私有方法log
(03) FruitFactory，是工廠類。通過它的newInstance()方法，我們可以獲取相應的Fruit對象。若要獲取的水果不存在，則拋出BadFruitException異常。BadFruitException是Exception的子類。