厂方法模式【Factory Method Pattern】
女娲补天的故事大家都听说过吧,今天不说这个,说女娲创造人的故事,可不是“造人”的工作,这个词被现代人滥用了。这个故事是说,女娲在补了天后,下到凡间一看,哇塞,风景太优美了,天空是湛蓝的,水是清澈的,空气是清新的,太美丽了,然后就待时间长了就有点寂寞了,没有动物,这些看的到都是静态的东西呀,怎么办?别忘了是神仙呀,没有办不到的事情,于是女娲就架起了八卦炉(技术术语:建立工厂)开始创建人,具体过程是这样的:先是泥巴捏,然后放八卦炉里烤,再扔到地上成长,但是意外总是会产生的:
第一次烤泥人,兹兹兹兹~~,感觉应该熟了,往地上一扔,biu~,一个白人诞生了,没烤熟!
第二次烤泥人,兹兹兹兹兹兹兹兹~~,上次都没烤熟,这次多烤会儿,往地上一扔,嘿,熟过头了,黑人哪!第三次烤泥人,兹~ 兹~ 兹~,一边烤一边看着,嘿,正正好,Perfect!优品,黄色人种!【备注:RB 人不属此列】这个过程还是比较有意思的,先看看类图:(之前在论坛上有兄弟建议加类图和源文件,以后的模式都会加上去,之前的会一个一个的补充,目的是让大家看着舒服,看着愉悦,看着就想要,就像是看小说一样,目标,目标而已,能不能实现就看大家给我的信心了)那这个过程我们就用程序来表现,首先定义一个人类的总称:
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?
/**
- 定义一个人类的统称
*/
public interface Human {
// 首先定义什么是人类
// 人是愉快的,会笑的,本来是想用 smile 表示,想了一下 laugh 更合适,好长时间没有大笑了;
public void laugh();
// 人类还会哭,代表痛苦
public void cry();
// 人类会说话
public void talk();
}
然后定义具体的人种:
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/**
- 黄色人种,这个翻译的不准确,将就点吧
*/
public class YellowHuman implements Human {
public void cry() {
System.out.println(“ 黄色人种会哭 ”);
}
public void laugh() {
System.out.println(“ 黄色人种会大笑,幸福呀!”);
}
public void talk() {
System.out.println(“ 黄色人种会说话,一般说的都是双字节 ”);
}
}
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?
/**
- 白色人种
*/
public class WhiteHuman implements Human {
public void cry() {
System.out.println(“ 白色人种会哭 ”);
}
public void laugh() {
System.out.println(“ 白色人种会大笑,侵略的笑声 ”);
}
public void talk() {
System.out.println(“ 白色人种会说话,一般都是但是单字节!”);
}
}
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/**
- 黑色人种,记得中学学英语,老师说 black man 是侮辱人的意思,不懂,没跟老外说话
*/
public class BlackHuman implements Human {
public void cry() {
System.out.println(“ 黑人会哭 ”);
}
public void laugh() {
System.out.println(“ 黑人会笑 ”);
}
public void talk() {
System.out.println(“ 黑人可以说话,一般人听不懂 ”);
}
}
人种也定义完毕了,那我们把八卦炉定义出来:
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import java.util.List;
import java.util.Random;
/**
- 今天讲女娲造人的故事,这个故事梗概是这样的:
- 很久很久以前,盘古开辟了天地,用身躯造出日月星辰、山川草木,天地一片繁华
- One day,女娲下界走了一遭,哎!太寂寞,太孤独了,没个会笑的、会哭的、会说话的东东
- 那怎么办呢?不用愁,女娲,神仙呀,造出来呀,然后捏泥巴,放八卦炉(后来这个成了太白金星的宝
贝)中烤,于是就有了人:
- 我们把这个生产人的过程用 Java 程序表现出来:
*/
public class HumanFactory {
// 定一个烤箱,泥巴塞进去,人就出来,这个太先进了
public static Human createHuman(Class c){
Human human=null; // 定义一个类型的人类
try {
human = (Human)Class.forName(c.getName()).newInstance(); // 产生一个
人种
} catch (InstantiationException e) {// 你要是不说个人种颜色的话,没法烤,要白的
黑,你说话了才好烤
System.out.println(“ 必须指定人种的颜色 ”);
} catch (IllegalAccessException e) {// 定义的人种有问题,那就烤不出来了,这是 …
System.out.println(“ 人种定义错误!”);
} catch (ClassNotFoundException e) {// 你随便说个人种,我到哪里给你制造去?!
System.out.println(“ 混蛋,你指定的人种找不到!”);
}
return human;
}
}
然后我们再把女娲声明出来:
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/**
- 首先定义女娲,这真是额的神呀
*/
public class NvWa {
public static void main(String[] args) {
// 女娲第一次造人,试验性质,少造点,火候不足,缺陷产品
System.out.println(“———— 造出的第一批人是这样的:白人
—————–“);
Human whiteHuman = HumanFactory.createHuman(WhiteHuman.class);
whiteHuman.cry();
whiteHuman.laugh();
whiteHuman.talk();
// 女娲第二次造人,火候加足点,然后又出了个次品,黑人
System.out.println(“nn———— 造出的第二批人是这样的:黑人
—————–“);
Human blackHuman = HumanFactory.createHuman(BlackHuman.class);
blackHuman.cry();
blackHuman.laugh();
blackHuman.talk();
// 第三批人了,这次火候掌握的正好,黄色人种(不写黄人,免得引起歧义),备注:RB 人不属
于此列
System.out.println(“nn———— 造出的第三批人是这样的:黄色人种
—————–“);
Human yellowHuman = HumanFactory.createHuman(YellowHuman.class);
yellowHuman.cry();
yellowHuman.laugh();
yellowHuman.talk()
}
}
这样这个世界就热闹起来了,人也有了,但是这样创建太累了,神仙也会累的,那怎么办?神仙就想了:我塞进去一团泥巴,随机出来一群人,管他是黑人、白人、黄人,只要是人就成(你看看,神仙都偷懒,何况是我们人),先修改类图:然后看我们的程序修改,先修改 HumanFactory.java,增加了 createHuman()方法:
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import java.util.List;
import java.util.Random;
public class HumanFactory {
// 定一个烤箱,泥巴塞进去,人就出来,这个太先进了
public static Human createHuman(Class c){
Human human=null; // 定义一个类型的人类
try {
human = (Human)Class.forName(c.getName()).newInstance(); // 产生一个
人种
} catch (InstantiationException e) {// 你要是不说个人种颜色的话,没法烤,要白的
黑,你说话了才好烤
System.out.println(“ 必须指定人种的颜色 ”);
} catch (IllegalAccessException e) {// 定义的人种有问题,那就烤不出来了,这是 …
System.out.println(“ 人种定义错误!”);
} catch (ClassNotFoundException e) {// 你随便说个人种,我到哪里给你制造去?!
System.out.println(“ 混蛋,你指定的人种找不到!”);
}
return human;
}
// 女娲生气了,把一团泥巴塞到八卦炉,哎产生啥人种就啥人种
public static Human createHuman(){
Human human=null; // 定义一个类型的人类
// 首先是获得有多少个实现类,多少个人种
List<Class> concreteHumanList =
ClassUtils.getAllClassByInterface(Human.class); // 定义了多少人种
// 八卦炉自己开始想烧出什么人就什么人
Random random = new Random();
int rand = random.nextInt(concreteHumanList.size());
human = createHuman(concreteHumanList.get(rand));
return human;
}
}
然后看女娲是如何做的:
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/**
- 首先定义女娲,这真是额的神呀
*/
public class NvWa {
public static void main(String[] args) {
// 女娲第一次造人,试验性质,少造点,火候不足,缺陷产品
System.out.println(“———— 造出的第一批人是这样的:白人
—————–“);
Human whiteHuman = HumanFactory.createHuman(WhiteHuman.class);
whiteHuman.cry();
whiteHuman.laugh();
whiteHuman.talk();
// 女娲第二次造人,火候加足点,然后又出了个次品,黑人
System.out.println(“nn———— 造出的第二批人是这样的:黑人
—————–“);
Human blackHuman = HumanFactory.createHuman(BlackHuman.class);
blackHuman.cry();
blackHuman.laugh();
blackHuman.talk();
// 第三批人了,这次火候掌握的正好,黄色人种(不写黄人,免得引起歧义),备注:RB 人不属
于此列
System.out.println(“nn———— 造出的第三批人是这样的:黄色人种
—————–“);
Human yellowHuman = HumanFactory.createHuman(YellowHuman.class);
yellowHuman.cry();
yellowHuman.laugh();
yellowHuman.talk();
// 女娲烦躁了,爱是啥人种就是啥人种,烧吧
for(int i=0;i<10000000000;i++){
System.out.println(“nn———— 随机产生人种了 —————–” +
i);
Human human = HumanFactory.createHuman();
human.cry();
human.laugh();
human.talk();
}
}
}
哇,这个世界热闹了!,不过还没有完毕,这个程序你跑不起来,还要有这个类:
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import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Enumeration;
import java.util.List;
@SuppressWarnings(“all”)
public class ClassUtils {
// 给一个接口,返回这个接口的所有实现类
public static List<Class> getAllClassByInterface(Class c){
List<Class> returnClassList = new ArrayList<Class>(); // 返回结果
// 如果不是一个接口,则不做处理
if(c.isInterface()){
String packageName = c.getPackage().getName(); // 获得当前的包名
try {
List<Class> allClass = getClasses(packageName); // 获得当前包下以
及子包下的所有类
// 判断是否是同一个接口
for(int i=0;i<allClass.size();i++){
if(c.isAssignableFrom(allClass.get(i))){// 判断是不是一个接口
if(!c.equals(allClass.get(i))){// 本身不加进去
returnClassList.add(allClass.get(i));
}
}
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return returnClassList;
}
// 从一个包中查找出所有的类,在 jar 包中不能查找
private static List<Class> getClasses(String packageName)
throws ClassNotFoundException, IOException {
ClassLoader classLoader = Thread.currentThread()
.getContextClassLoader();
String path = packageName.replace(‘.’, ‘/’);
Enumeration<URL> resources = classLoader.getResources(path);
List<File> dirs = new ArrayList<File>();
while (resources.hasMoreElements()) {
URL resource = resources.nextElement();
dirs.add(new File(resource.getFile()));
}
ArrayList<Class> classes = new ArrayList<Class>();
for (File directory : dirs) {
classes.addAll(findClasses(directory, packageName));
}
return classes;
}
private static List<Class> findClasses(File directory, String packageName)
throws ClassNotFoundException {
List<Class> classes = new ArrayList<Class>();
if (!directory.exists()) {
return classes;
}
File[] files = directory.listFiles();
for (File file : files) {
if (file.isDirectory()) {
assert !file.getName().contains(“.”);
classes.addAll(findClasses(file, packageName + “.” +
file.getName()));
} else if (file.getName().endsWith(“.class”)) {
classes.add(Class.forName(packageName + ‘.’ +
file.getName().substring(0, file.getName().length() – 6)));
}
}
return classes;
}
}
告诉你了,这个 ClassUtils 可是个宝,用处可大了去了,可以由一个接口查找到所有的实现类,也可以由父类查找到所有的子类,这个要自己修改一下,动脑筋想下,简单的很!完整的类图如下:我们来总结一下,特别是增加了 createHuman()后,是不是这个工厂的扩展性更好了?你看你要再加一个人种,只要你继续集成 Human 接口成了,然后啥都不用修改就可以生产了,具体产多少,那要八卦炉说了算,简单工厂模式就是这么简单,那我们再引入一个问题:人是有性别的呀,有男有女,你这怎么没区别,别急,这个且听下回分解!工厂方法模式还有一个非常重要的应用,就是延迟始化(Lazy initialization),什么是延迟始化呢?一个对象初始化完毕后就不释放,等到再次用到得就不用再次初始化了,直接从内存过中拿到就可以了,怎么实现呢,很简单,看例子:
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?
import java.util.HashMap;
/**
- @author cbf4Life [url=mailto:cbf4life@126.com]cbf4life@126.com[/url]
- I’m glad to share my knowledge with you all.
*/
@SuppressWarnings(“all”)
public class HumanFactory {
// 定义一个 MAP, 初始化过的 Human 对象都放在这里
private static HashMap<String,Human> humans = new HashMap<String,Human>();
// 定一个烤箱,泥巴塞进去,人就出来,这个太先进了
public static Human createHuman(Class c){
Human human=null; // 定义一个类型的人类
try {
// 如果 MAP 中有,则直接从取出,不用初始化了
if(humans.containsKey(c.getSimpleName())){
human = humans.get(c.getSimpleName());
}else{
human = (Human)Class.forName(c.getName()).newInstance();
// 放到 MAP 中
humans.put(c.getSimpleName(), human);
}
} catch (InstantiationException e) {// 你要是不说个人种颜色的话,没法烤,要白的
黑,你说话了才好烤
System.out.println(“ 必须指定人种的颜色 ”);
} catch (IllegalAccessException e) {// 一定定义的人种有问题,那就烤不出来了,
这是 …
System.out.println(“ 人种定义错误!”);
} catch (ClassNotFoundException e) {// 你随便说个人种,我到哪里给你制造去?!
System.out.println(“ 混蛋,你指定的人种找不到!”);
}
return human;
}
}
很简单,上面代码中的这些
private static HashMap<String,Human> humans = new HashMap<String,Human>();
// 如果 MAP 中有,则直接从取出,不用初始化了
if(humans.containsKey(c.getSimpleName())){
human = humans.get(c.getSimpleName());
}else{
human = (Human)Class.forName(c.getName()).newInstance();
// 放到 MAP 中
humans.put(c.getSimpleName(), human);
就加上了黄色那部分的代码,这个在类初始化很消耗资源的情况比较实用,比如你要连接硬件,或者是为了初始化一个类需要准备比较多条件(参数),通过这种方式可以很好的减少项目的复杂程度。