• 设计模式--创建性模式--工厂方法


    创建型模式关注点是如何创建对象,其核心思想是要把对象的创建和使用相分离,这样使得两者能相对独立地变换

    创建型模式包括:

    工厂方法:Factory Method
    抽象工厂:Abstract Factory
    建造者:Builder
    原型:Prototype
    单例:Singleton  

    1.工厂方法

    定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。Factory Method使一个类的实例化延迟到其子类。

    工厂方法即Factory Method,是一种对象创建型模式

    工厂方法的目的是使得创建对象和使用对象是分离的,并且客户端总是引用抽象工厂和抽象产品:

    我们以具体的例子来说:假设我们希望实现一个解析字符串到NumberFactory,可以定义如下:

    public interface NumberFactory {
        Number parse(String s);
    }

    有了工厂接口,再编写一个工厂的实现类:

    public class NumberFactoryImpl implements NumberFactory {
        public Number parse(String s) {
            return new BigDecimal(s);
        }
    }

    而产品接口是NumberNumberFactoryImpl返回的实际产品是BigDecimal

    那么客户端如何创建NumberFactoryImpl呢?通常我们会在接口Factory中定义一个静态方法getFactory()来返回真正的子类

    public interface NumberFactory {
        // 创建方法:
        Number parse(String s);
    
        // 获取工厂实例:
        static NumberFactory getFactory() {
            return impl;
        }
    
        static NumberFactory impl = new NumberFactoryImpl();
    }

    在客户端中,我们只需要和工厂接口NumberFactory以及抽象产品Number打交道:

    NumberFactory factory = NumberFactory.getFactory();
    Number result = factory.parse("123.456");

    调用方可以完全忽略真正的工厂NumberFactoryImpl和实际的产品BigDecimal,这样做的好处是允许创建产品的代码独立地变换,而不会影响到调用方。

    有的童鞋会问:一个简单的parse()需要写这么复杂的工厂吗?实际上大多数情况下我们并不需要抽象工厂,而是通过静态方法直接返回产品,即:

    public class NumberFactory {
        public static Number parse(String s) {
            return new BigDecimal(s);
        }
    }

    这种简化的使用静态方法创建产品的方式称为静态工厂方法(Static Factory Method)。静态工厂方法广泛地应用在Java标准库中。例如:

    Integer n = Integer.valueOf(100);

    Integer既是产品又是静态工厂。它提供了静态方法valueOf()来创建Integer。那么这种方式和直接写new Integer(100)有何区别呢?我们观察valueOf()方法:

    public final class Integer {
        public static Integer valueOf(int i) {
            if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
                return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
            return new Integer(i);
        }
        ...
    }

    它的好处在于,valueOf()内部可能会使用new创建一个新的Integer实例,但也可能直接返回一个缓存的Integer实例。对于调用方来说,没必要知道Integer创建的细节。

    工厂方法可以隐藏创建产品的细节,且不一定每次都会真正创建产品,完全可以返回缓存的产品,从而提升速度并减少内存消耗。

    如果调用方直接使用Integer n = new Integer(100),那么就失去了使用缓存优化的可能性。

    我们经常使用的另一个静态工厂方法是List.of()

    List<String> list = List.of("A", "B", "C");

    这个静态工厂方法接收可变参数,然后返回List接口。需要注意的是,调用方获取的产品总是List接口,而且并不关心它的实际类型。

    即使调用方知道List产品的实际类型是java.util.ImmutableCollections$ListN,也不要去强制转型为子类

    因为静态工厂方法List.of()保证返回List,但也完全可以修改为返回java.util.ArrayList。这就是里氏替换原则返回实现接口的任意子类都可以满足该方法的要求,且不影响调用方

    总是引用接口而非实现类,能允许变换子类而不影响调用方,即尽可能面向抽象编程。

    List.of()类似,我们使用MessageDigest时,为了创建某个摘要算法,总是使用静态工厂方法getInstance(String)

    MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
    MessageDigest sha1 = MessageDigest.getInstance("SHA-1");

    调用方通过产品名称获得产品实例,不但调用简单,而且获得的引用仍然是MessageDigest这个抽象类。

    小结

    工厂方法是指定义工厂接口和产品接口,但如何创建实际工厂和实际产品被推迟到子类实现,从而使调用方只和抽象工厂与抽象产品打交道。

    实际更常用的是更简单的静态工厂方法,它允许工厂内部对创建产品进行优化。

    调用方尽量持有接口或抽象类,避免持有具体类型的子类,以便工厂方法能随时切换不同的子类返回,却不影响调用方代码。

     参考:本系列参考廖老师官方课件,总结的是真不错!!!致敬大神

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