解锁设计模式的神秘面纱：编写无懈可击的代码之简单工厂设计模式

原创

杨不易呀

发布于 2023-09-19 01:27:49

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前言

深入了解设计模式及其常见简单设计模式

设计模式是一种在软件设计中广泛应用的概念，它们代表了解决特定问题或实现特定功能的经验性最佳实践和通用解决方案。设计模式是经过反复验证和测试的，可以帮助开发人员更有效地解决常见的设计问题，提高代码的可维护性、可扩展性和可重用性。

设计模式可以分为三个主要类别：创建型、结构型和行为型。创建型设计模式关注对象的创建机制，结构型设计模式关注类和对象的组合方式，而行为型设计模式关注对象之间的通信和协作方式。在这些类别中，存在许多常见的简单设计模式，

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一、什么是设计模式

软件设计模式（Software Design Pattern），又称设计模式，
是一套被反复使用、多数人知晓的、代码设计经验的总结。
它描述了在软件设计过程中的一些不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案。
也就是说，它是解决特定问题的一系列套路，具有一定的普遍性，可以反复使用代码设计经验的总结。

二、为什么要学习设计模式

使程序设计更加标准化、代码编制更加工程化，使软件开发效率大大提高，从而缩短软件的开发周期。
使设计的代码可重用性高、可读性强、可靠性高、灵活性好、可维护性强。
可以提高程序员的思维能力、编程能力和设计能力。
软件设计模式只是一个引导。在具体的软件幵发中，必须根据设计的应用系统的特点和要求来恰当选择。

5.对于简单的程序开发，可能写一个简单的算法要比引入某种设计模式更加容易。但对大项目的开发或者框架设计，用设计模式来组织代码显然更好。

三、GoF 23种设计模式

1995 年，艾瑞克·伽马（ErichGamma）、理査德·海尔姆（Richard Helm）、拉尔夫·约翰森（Ralph Johnson）、约翰·威利斯迪斯（John Vlissides）等 4 位作者
合作出版了《设计模式：可复用面向对象软件的基础》
在本教程中收录了 23 个设计模式，这是设计模式领域里程碑的事件
这 4 位作者在软件开发领域里也以他们的“四人组”（Gang of Four，GoF）匿名著称。

四、设计模式分类

根据模式是用来完成什么工作来划分，这种方式可分为创建型模式、结构型模式和行为型模式 3 种。

1、创建型模式5种

用于描述“怎样创建对象”，它的主要特点是“将对象的创建与使用分离”。工厂方法设计模式 抽象工厂设计模式 单例设计模式 原型设计模式 建造者设计模式

2、结构型模式7种

用于描述如何将类或对象按某种布局组成更大的结构

代理设计模式
适配器设计模式
桥接设计模式
装饰器设计模式
外观设计模式
享元设计模式
组合设计模式

五、简单工厂模式

简单工厂模式是一种创建型设计模式，用于创建单个对象.

它主要由以下3个部分组成：

工厂类（Factory）：负责创建单个对象。

抽象产品（Product）：定义产品的接口。

具体产品（Concrete Product）：实现抽象产品接口，提供具体的产品。

下面是一个简单的例子，展示了如何使用简单工厂模式创建一个汽车：

/**
 * 抽象产品(Product) 定义产品 需要实现的功能
 */
public interface Car {
    void start();
}

/**
 * 工厂类（Factory）：负责创建单个对象
 */
public class CarFactory {
    public static Car createCar(String carType) {
        if (carType.equals("宝马")) {
            return new BMW();
        } else if (carType.equals("兰博基尼")) {
            return new lamborghini();
        } else {
            return null;
        }
    }
}

/**
 * 具体实现(Concrete Product) 创建车辆 
 */
public class BMW implements Car{
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("启动宝马");
    }
}


/**
 * 启动车辆
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {

        Car car = CarFactory.createCar("宝马");
        car.start();


        Car car1 = CarFactory.createCar("兰博基尼");
        car1.start();

    }
}

总结：简单的说就是把创建对象交给工厂客户端就不需要自己new直接根据某类型直接拿即可但是这违背了开闭原则

什么是开闭原则？

开闭原则是面向对象设计中的一项基本原则，指对扩展开放，对修改关闭。

它的主要目的是为了保护软件的可扩展性和可维护性，避免在修改软件的过程中对其他部分造成影响。

开闭原则的主要内容有以下几点：

对扩展开放：软件应该具有良好的扩展性，在不修改原有代码的情况下可以扩展新的功能。

对修改关闭：软件应该具有良好的稳定性，在修改原有代码的情况下不会对其他部分造成影响。

开闭原则的优点：

通过扩展已有的软件系统,可以提供新的行为,以满足对软件的新需求,使变化中的软件系统有一定的适应性和灵活性.。
已有的软件模块,特别是最重要的抽象层模块不能再修改,这就使变化中的软件系统有一定的稳定性和延续性。

开闭原则可以通过以下几种方式来实现：

将具体实现和抽象接口分离：通过使用抽象接口隔离具体实现，可以让软件在不修改原有代码的情况下扩展新的功能。
使用多态：通过多态的方式来实现抽象接口和具体实现之间的绑定，可以在运行时动态绑定，实现软件的扩展性。
使用模板方法：通过模板方法将算法的步骤固定，而具体实现由子类实现，实现软件的扩展性。通过开闭原则的实现，
使用反射：通过客户端传递的对象字节码来创建实例，这样子就不需要进行修改原始工厂代码

    /**
     * 使用反射实现开闭原则
     */
    public static <T> Car createCarOpen(Class<T> tClass) {
        Car car = null;
        try {
            Object instance = Class.forName(tClass.getName()).newInstance();
            if (instance instanceof Car) {
                car = (Car) instance;
            }
        } catch (ClassNotFoundException | InstantiationException | IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        return car;
    }