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设计模式3-工厂模式

工厂模式(Factory Design Pattern)分类:简单工厂、工厂方法 和抽象工厂。

之所以将某个代码块剥离出来,独立为函数或者类,原因是这个代码块的逻辑过于复杂,剥离之后能让代码 更加清晰,更加可读、可维护

  • 应用场景:
  • 什么时候该用工厂模式?
  • 相对于直接 new 来创建对象,用工厂模式来创建究竟有什么好处呢?

1. 简单工厂

Code 如下:

public class RuleConfigSource {public RuleConfig load(String ruleConfigFilePath) 
     {String ruleConfigFileExtension = getFileExtension(ruleConfigFilePath);
          IRuleConfigParser parser = RuleConfigParserFactory.createParser(ruleConfigFileExtension);
          if (parser == null) {
            throw new InvalidRuleConfigException("Rule config file format is not supported:" + ruleConfigFilePath);
          }

          String configText = "";
          // 从 ruleConfigFilePath 文件中读取配置文本到 configText 中
          RuleConfig ruleConfig = parser.parse(configText);
          return ruleConfig;
     }

     private String getFileExtension(String filePath) {
       //... 解析文件名获取扩展名,比如 rule.json,返回 json
       return "json";
     }
}

public class RuleConfigParserFactory {public static IRuleConfigParser createParser(String configFormat) 
     {
          IRuleConfigParser parser = null;
          if ("json".equalsIgnoreCase(configFormat)) {parser = new JsonRuleConfigParser();
          } else if ("xml".equalsIgnoreCase(configFormat)) {parser = new XmlRuleConfigParser();
          } else if ("yaml".equalsIgnoreCase(configFormat)) {parser = new YamlRuleConfigParser();
          } else if ("properties".equalsIgnoreCase(configFormat)) {parser = new PropertiesRuleConfigParser();
          }
          return parser;
     }
}

2. 工厂方法(Factory Method)

如果我们非得要将 if 分支逻辑去掉,那该怎么办呢?比较经典处理方法就是利用多态。

实际上,这就是工厂方法模式的典型代码实现。这样当我们新增一种 parser 的时候,只需要新增一个实现了 IRuleConfigParserFactory 接口的 Factory 类即可 。所以, 工厂方法模式比起简单工厂模式更加符合开闭原则


public class RuleConfigSource {public RuleConfig load(String ruleConfigFilePath) {String ruleConfigFileExtension = getFileExtension(ruleConfigFilePath);

    IRuleConfigParserFactory parserFactory = RuleConfigParserFactoryMap.getParserFactory(ruleConfigFileExtension);
    if (parserFactory == null) {throw new InvalidRuleConfigException("Rule config file format is not supported:" + ruleConfigFilePath);
    }
    IRuleConfigParser parser = parserFactory.createParser();

    String configText = "";
    // 从 ruleConfigFilePath 文件中读取配置文本到 configText 中
    RuleConfig ruleConfig = parser.parse(configText);
    return ruleConfig;
  }

  private String getFileExtension(String filePath) {
    //... 解析文件名获取扩展名,比如 rule.json,返回 json
    return "json";
  }
}

// 因为工厂类只包含方法,不包含成员变量,完全可以复用,// 不需要每次都创建新的工厂类对象,所以,简单工厂模式的第二种实现思路更加合适。public class RuleConfigParserFactoryMap { // 工厂的工厂
  private static final Map<String, IRuleConfigParserFactory> cachedFactories = new HashMap<>();

  static {cachedFactories.put("json", new JsonRuleConfigParserFactory());
    cachedFactories.put("xml", new XmlRuleConfigParserFactory());
    cachedFactories.put("yaml", new YamlRuleConfigParserFactory());
    cachedFactories.put("properties", new PropertiesRuleConfigParserFactory());
  }

  public static IRuleConfigParserFactory getParserFactory(String type) {if (type == null || type.isEmpty()) {return null;}
    IRuleConfigParserFactory parserFactory = cachedFactories.get(type.toLowerCase());
    return parserFactory;
  }
}

3. 抽象工厂(Abstract Factory)

3.1 示例 1

在简单工厂和工厂方法中,类只有一种分类方式。比如,在规则配置解析那个例子中,解析器类只会根据配置文件格式(Json、Xml、Yaml……)来分类。但是,如果类有两种分类方式,比如,我们既可以按照配置文件格式来分类,也可以按照解析的对象(Rule 规则配置还是 System 系统配置)来分类,那就会对应下面这 8 个 parser 类。

针对这种特殊的场景,如果还是继续用工厂方法来实现的话,我们要针对每个 parser 都编写一个工厂类,也就是要编写 8 个工厂类。如果我们未来还需要增加针对业务配置的解析器(比如 IBizConfigParser),那就要再对应地增加 4 个工厂类。而我们知道,过多的类也会让系统难维护。这个问题该怎么解决呢?

抽象工厂就是针对这种非常特殊的场景而诞生的。我 们可以让一个工厂负责创建多个不同类型的对象(IRuleConfigParser、ISystemConfigParser 等),而不是只创建一种 parser 对象。这样就可以有效地减少工厂类的个数。具体的代码实现如下所示:


public interface IConfigParserFactory {IRuleConfigParser createRuleParser();
  ISystemConfigParser createSystemParser();
  // 此处可以扩展新的 parser 类型,比如 IBizConfigParser
}

public class JsonConfigParserFactory implements IConfigParserFactory {
  @Override
  public IRuleConfigParser createRuleParser() {return new JsonRuleConfigParser();
  }

  @Override
  public ISystemConfigParser createSystemParser() {return new JsonSystemConfigParser();
  }
}

public class XmlConfigParserFactory implements IConfigParserFactory {
  @Override
  public IRuleConfigParser createRuleParser() {return new XmlRuleConfigParser();
  }

  @Override
  public ISystemConfigParser createSystemParser() {return new XmlSystemConfigParser();
  }
}

// 省略 YamlConfigParserFactory 和 PropertiesConfigParserFactory 代码

3.2 示例 2

https://blog.csdn.net/konglon…
抽象工厂模式,提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们具体的类.

举个例子吧,就拿键盘和鼠标来说吧 ,键盘和鼠标就是一些列的类。而键盘鼠标又有微软的和联想的区别。 所以有了微软的工厂和联想的工厂。键盘和鼠标具体的创建由工厂来负责,而具体创建微软的还是联想的则由客户端来指定,而客户端根本不用知道鼠标和键盘这些类。此例的示例代码如下:

// AbstractFactoryModel.h 文件
#pragma once
#include <iostream>

// 1 --- 键盘
// 键盘
class KeyBoard
{
public:
    virtual void show() = 0;};
// 微软的键盘
class KeyBoardMicro : public KeyBoard
{
public:
    void show()
    {std::cout << "微软的键盘" << std::endl;}
};
// 联想的键盘
class KeyBoardLenovo : public KeyBoard
{
public:
    void show()
    {std::cout << "联想的键盘" << std::endl;}
};

// 2 --- 鼠标
// 鼠标
class Mouse
{
public:
    virtual void show() = 0;};

class MouseMicro : public Mouse
{
public:
    void show()
    {std::cout << "微软的鼠标" << std::endl;}
};

class MouseLenovo : public Mouse
{
public:
    void show()
    {std::cout << "联想的鼠标" << std::endl;}
};

// 3 --- 工厂
// 工厂
class Factory
{
public:
    virtual KeyBoard * createKeyBoard() = 0;
    virtual Mouse * createMouse() = 0;};
// 微软的工厂
class FactoryMicro : public Factory
{
public:
    KeyBoard * createKeyBoard()
    {return new KeyBoardMicro();
    }
    Mouse * createMouse()
    {return new MouseMicro();
    }
};
// 联想的工厂
class FactoryLenovo : public Factory
{
public:
    KeyBoard * createKeyBoard()
    {return new KeyBoardLenovo();
    }
    Mouse * createMouse()
    {return new MouseLenovo();
    }
};

测试代码如下:

#include <iostream>
#include "AbstractFactoryModel.h"

int main()
{
    using namespace std;
    // 抽象工厂模式
    Factory * p = new FactoryMicro();
    KeyBoard * pKeyBoard = p->createKeyBoard();
    Mouse * pMouse = p->createMouse();
    pKeyBoard->show();
    pMouse->show();
    delete pMouse;
    delete pKeyBoard;
    delete p;

    p = new FactoryLenovo();
    pKeyBoard = p->createKeyBoard();
    pMouse = p->createMouse();
    pKeyBoard->show();
    pMouse->show();
    delete pMouse;
    delete pKeyBoard;
    delete p;

    getchar();
    return 0;
}
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