设计模式-组装电脑入门简单工厂

原创

不一样的科技宅

修改于 2020-09-21 10:06:22

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前言

简单工厂模式，虽然不在23种设计模式中。但是可以认为是工厂模式的一种特殊实现，并且在日常中使用广泛，所以还是值得我们去学习的。

定义

简单工厂模式(Simple Factory Pattern)：又称为静态工厂方法(Static Factory Method)模式，是一种创建型的设计模式，关注于实例对象创建。
由一个工厂对象通过判断传入的参数，决定创建出哪一种产品类的实例，将创建的细节透明化。

注意：简单工厂不属于GOF23种之一。

场景

在周一阳光明媚的上午，刚带上耳机，准备开始一天的工作，老板突然来到你身旁。

老板: xxx啊，听说你是学计算机的？
我：是的，学的是软件工程。
老板：那帮我组装一台苹果电脑出来吧，周五送到我办公桌上。
我：内心OS：修电脑，我也就认了，这竟然让我组装一台苹果电脑，你咋不上天呢？
老板：预算5000，记得不要超支了。
我：内心虽然波涛汹涌，但是还是说了声，好的老板。

于是我就立马打开chrome，上各大论坛搜索完美黑苹果配置，在初步确定好配置后，就开始上京东，开始选购CPU，主板，固态，内存，电源等配件。在经历了两天的等待，所有配件终于到齐以后，耗费九牛二虎之力，终于在周五前把电脑给组装好了。

可是呢没过多久，总经理也找我说让我帮他组一台苹果电脑，和老板同样的套路，我能咋办，我也很无耐，但是给的预算更低只有4000于是我也只能在原来的基础上缩减一下配置，勉强达到了要求。

我在想要是每个领导都这样，那我不是得凉凉啊，想到这里我暗自下定决心，对自己说我下次一定要拒绝他们。

优点

只需要知道产品的名称即可，就可以创建你所需要的对象，而无需知道其创建细节。

缺点

工厂类的职责相对过重，增加新的产品需要修改工厂类的判断逻辑，违背开闭原则，如果产品数量过多，维护将变得非常困难。

注意：使用反射和枚举可以避免频繁修改工厂类。

使用场景

将实例化过程非常复杂的类，通过工厂进行简化，方便业务方使用。
把创建对象的职责集中管理和控制。

小结

从上面的小故事可以简单的理解为：老板就是需求方，我就是工厂，老板只需要告诉我，他需要什么就好了，不管我如何实现。但是如果需要的产品变更了，我就只能做修改来满足要求。

UML模型

代码实例

BaseCompute

public abstract class BaseComputer {

    /**
     * 开机
     */
    protected abstract void turnOn();

}

MacBookPro

public class MacBookPro extends BaseComputer {

    @Override
    protected void turnOn() {
        System.out.println("MacBook Pro 开机了");
    }
}

ThinkPad

public class ThinkPad extends BaseComputer {

    @Override
    protected void turnOn() {
        System.out.println("Think Pad 开机了");
    }

}

ComputerFactory

public class ComputerFactory {

    /**
     * 创建电脑
     * @param name 名称
     * @return 返回电脑
     */
    public static BaseComputer create(String name){
        if("mac".equals(name)){
            return new MacBookPro();
        }else if("thinkPad".equals(name)){
            return new ThinkPad();
        }else {
            throw new IllegalArgumentException("无法创建"+name+"电脑。");
        }
    }
}

测试

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        BaseComputer mac = ComputerFactory.create("mac");
        mac.turnOn();

        BaseComputer thinkPad = ComputerFactory.create("thinkPad");
        thinkPad.turnOn();

        BaseComputer dell = ComputerFactory.create("dell");
        dell.turnOn();
    }
}

测试结果

MacBook Pro 开机了

Think Pad 开机了

Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: 无法创建dell电脑。
    at simple.factory.ComputerFactory.create(ComputerFactory.java:22)
    at simple.factory.Test.main(Test.java:18)

重构ComputerFactory - Switch

对于ComputerFactory使用if的写法不是很优雅，对此我们可以改成使用switch语句。

注意：Java7以后的版本switch才支持字符串，Java7以前只支持int 、short 、byte 、cha

public class ComputerFactory {

    /**
     * 创建电脑
     * @param name 名称
     * @return 返回电脑
     */
    public static BaseComputer create(String name){
        switch (name){
            case "mac":
                return new MacBookPro();
            case "thinkPad":
                return new ThinkPad();
            default:
                throw new IllegalArgumentException("无法创建"+name+"电脑。");
        }
    }
}

重构ComputerFactory - 反射

public class ComputerFactory {

    /**
     * 创建电脑
     * @param name 名称
     * @return 返回电脑
     */
    public static BaseComputer create(String name) {
        BaseComputer computer;
        try {
            computer = (BaseComputer) Class.forName(name).getDeclaredConstructor().newInstance();
        } catch (InstantiationException | IllegalAccessException | ClassNotFoundException | NoSuchMethodException | InvocationTargetException e ) {
            throw new IllegalArgumentException("无法创建"+name+"电脑。");
        }
        return computer;
    }
}

测试类

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        BaseComputer mac = ComputerFactory.create("simple.factory.MacBookPro");
        mac.turnOn();

        BaseComputer thinkPad = ComputerFactory.create("simple.factory.ThinkPad");
        thinkPad.turnOn();

        BaseComputer dell = ComputerFactory.create("simple.factory.Dell");
        dell.turnOn();
    }
}

重构ComputerFactory - 反射 + 枚举

public class ComputerFactory {

    /**
     * 创建电脑
     * @param name 名称
     * @return 返回电脑
     */
    public static BaseComputer create(ComputerEnum name) {
        BaseComputer computer;
        try {
            computer = (BaseComputer) name.getClazz().newInstance();
        } catch (InstantiationException | IllegalAccessException e ) {
            throw new IllegalArgumentException("无法创建"+name+"电脑。");
        }
        return computer;
    }
}

电脑枚举类

public enum ComputerEnum {

    /**
     * 电脑枚举类
     */

    MAC_BOOK_PRO(MacBookPro.class),

    THINK_PAD(ThinkPad.class),

    ;

    private Class clazz;

    ComputerEnum(Class clazz) {
        this.clazz = clazz;
    }

    public Class getClazz() {
        return clazz;
    }
}

测试类

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        BaseComputer mac = ComputerFactory.create(ComputerEnum.MAC_BOOK_PRO);
        mac.turnOn();

        BaseComputer thinkPad = ComputerFactory.create(ComputerEnum.THINK_PAD);
        thinkPad.turnOn();
        
    }
}