设计模式: Java中的工厂设计模式

原文链接

https://github.com/shellhub/blog/issues/22

前言

工厂设计模式(Factory Design Pattern)属于创建模式之一，工厂设计模式在JDK,Spring,Stuts被广泛使用

当一个类或者接口有多个子类，并且基于输入返回特定的子类，此时会使用工厂设计模式。这种模式负责从客户端到工厂类的实例化。

让我们首先学习如何在java中实现工厂设计模式，然后我们将研究工厂模式的优势,我们将在JDK中看到一些工厂设计模式的使用。请注意，此模式也称为工厂方法设计模式。

工厂设计模式: 超类

工厂设计模式中的超类可以是接口，抽象类或普通的java类。对于我们的工厂设计模式示例，我们使用带有重写的toString()方法的抽象超类进行测试。

package com.github.shellhub.model;

public abstract class Computer {

    public abstract String getRAM();
    public abstract String getHDD();
    public abstract String getCPU();

    @Override
    public String toString(){
        return "RAM= "+this.getRAM()+", HDD="+this.getHDD()+", CPU="+this.getCPU();
    }
}

工厂设计模式： 子类

假设我们有两个子类PC和Server，具有以下实现。

PC.java

package com.github.shellhub.model;

public class PC extends Computer {

    private String ram;
    private String hdd;
    private String cpu;

    public PC(String ram, String hdd, String cpu){
        this.ram=ram;
        this.hdd=hdd;
        this.cpu=cpu;
    }
    @Override
    public String getRAM() {
        return this.ram;
    }

    @Override
    public String getHDD() {
        return this.hdd;
    }

    @Override
    public String getCPU() {
        return this.cpu;
    }

}

Server.java

package com.github.shellhub.model;

public class Server extends Computer {

    private String ram;
    private String hdd;
    private String cpu;

    public Server(String ram, String hdd, String cpu){
        this.ram=ram;
        this.hdd=hdd;
        this.cpu=cpu;
    }
    @Override
    public String getRAM() {
        return this.ram;
    }

    @Override
    public String getHDD() {
        return this.hdd;
    }

    @Override
    public String getCPU() {
        return this.cpu;
    }

}

工厂类

既然现在我们准备好了超类和子类，我们可以编写工厂类。以下是基本的实现。

package com.github.shellhub.factory;

import com.github.shellhub.model.Computer;
import com.github.shellhub.model.PC;
import com.github.shellhub.model.Server;

public class ComputerFactory {

    public static Computer getComputer(String type, String ram, String hdd, String cpu) {
        if ("PC".equalsIgnoreCase(type)) {
            return new PC(ram, hdd, cpu);
        } else if ("Server".equalsIgnoreCase(type)) {
            return new Server(ram, hdd, cpu);
        }

        return null;
    }
}

使用

这是一个简单的测试客户端程序，它使用上面的工厂设计模式实现。

package com.github.shellhub;

import com.github.shellhub.factory.ComputerFactory;
import com.github.shellhub.model.Computer;

public class TestFactory {

    public static void main(String[] args) {
        Computer pc = ComputerFactory.getComputer("pc", "2 GB", "500 GB", "2.4 GHz");
        Computer server = ComputerFactory.getComputer("server", "16 GB", "1 TB", "2.9 GHz");
        System.out.println("Factory PC Config::" + pc);
        System.out.println("Factory Server Config::" + server);
    }

}

Output:

Factory PC Config::RAM= 2 GB, HDD=500 GB, CPU=2.4 GHz
Factory Server Config::RAM= 16 GB, HDD=1 TB, CPU=2.9 GHz

工厂设计模式的优点

• 工厂设计模式提供了接口而不是实现的代码方法。
• 工厂模式从客户端代码中删除实际实现类的实例化。工厂模式使我们的代码更健壮，耦合更少，易于扩展。例如，我们可以轻松更改PC类实现，因为客户端程序不知道这一点。
• 工厂模式通过继承提供实现和客户端类之间的抽象。

工厂设计模式在JDK中的应用

1. java.util.Calendar，ResourceBundle和NumberFormat getInstanc()方法使用Factory模式。
2. 包装类中的valueOf()方法，如Boolean，Integer等。