Java设计模式04简单工厂模式

第4章第4章简单工厂模式简单工厂模式主讲教师：程细柱韶关学院计算机系本书主编：刘伟清华大学出版社本章教学内容Š创建型模式9创建型模式概述9创建型模式简介Š简单工厂模式9模式动机与定义9模式结构与分析9模式实例与解析9模式效果与应用9模式扩展创建型模式Š创建型模式概述9创建型模式(CreationalPattern)对类的实例化过程进行了抽象，能够将软件模块中对象的创建和对象的使用分离。为了使软件的结构更加清晰，外界对于这些对象只需要知道它们共同的接口，而不清楚其具体的实现细节，使整个系统的设计更加符合单一职责原则。创建型模式Š创建型模式概述9创建型模式在创建什么(What)，由谁创建(Who)，何时创建(When)等方面都为软件设计者提供了尽可能大的灵活性。创建型模式隐藏了类的实例的创建细节，通过隐藏对象如何被创建和组合在一起达到使整个系统独立的目的。创建型模式想吃苹果!?Š创建型模式概述Š创建型模式概述创建型模式获取苹果的两种方式自己种苹果树去超市买创建型模式9简单工厂模式（SimpleFactory）9工厂方法模式（FactoryMethod）9抽象工厂模式（AbstractFactory）9建造者模式（Builder）9原型模式（Prototype）9单例模式（Singleton）Š创建型模式简介简单工厂模式Š模式动机9只需要知道水果的名字则可得到相应的水果简单工厂模式Š模式动机9考虑一个简单的软件应用场景，一个软件系统可以提供多个外观不同的按钮（如圆形按钮、矩形按钮、菱形按钮等），这些按钮都源自同一个基类，不过在继承基类后不同的子类修改了部分属性从而使得它们可以呈现不同的外观，如果我们希望在使用这些按钮时，不需要知道这些具体按钮类的名字，只需要知道表示该按钮类的一个参数，并提供一个调用方便的方法，把该参数传入方法即可返回一个相应的按钮对象，此时，就可以使用简单工厂模式。简单工厂模式Š模式定义9简单工厂模式(SimpleFactoryPattern)：又称为静态工厂方法(StaticFactoryMethod)模式，它属于类创建型模式。在简单工厂模式中，可以根据参数的不同返回不同类的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。简单工厂模式Š模式结构简单工厂模式Š模式结构9简单工厂模式包含如下角色：•Factory：工厂角色•Product：抽象产品角色•ConcreteProduct：具体产品角色简单工厂模式Š模式分析9分析如下销售支付代码：publicvoidpay(Stringtype){if(type.equalsIgnoreCase(cash)){//现金支付处理代码}elseif(type.equalsIgnoreCase(creditcard)){//信用卡支付处理代码}elseif(type.equalsIgnoreCase(voucher)){//代金券支付处理代码}else{……}}代码复杂，难以维护简单工厂模式Š模式分析9重构后的代码：publicabstractclassAbstractPay{publicabstractvoidpay();}publicclassCashPayextendsAbstractPay{publicvoidpay(){//现金支付处理代码}}抽象支付类具体支付类简单工厂模式Š模式分析9重构后的代码：publicclassPayMethodFactory{publicstaticAbstractPaygetPayMethod(Stringtype){if(type.equalsIgnoreCase(cash)){returnnewCashPay();//根据参数创建具体产品}elseif(type.equalsIgnoreCase(creditcard)){returnnewCreditcardPay();//根据参数创建具体产品}……}}支付工厂简单工厂模式Š模式分析9将对象的创建和对象本身业务处理分离可以降低系统的耦合度，使得两者修改起来都相对容易。9在调用工厂类的工厂方法时，由于工厂方法是静态方法，使用起来很方便，可通过类名直接调用，而且只需要传入一个简单的参数即可，在实际开发中，还可以在调用时将所传入的参数保存在XML等格式的配置文件中，修改参数时无须修改任何Java源代码。9简单工厂模式最大的问题在于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，这一点与开闭原则是相违背的。9简单工厂模式的要点在于：当你需要什么，只需要传入一个正确的参数，就可以获取你所需要的对象，而无须知道其创建细节。简单工厂模式Š模式实例与解析9实例一：简单电视机工厂•某电视机厂专为各知名电视机品牌代工生产各类电视机，当需要海尔牌电视机时只需要在调用该工厂的工厂方法时传入参数“Haier”，需要海信电视机时只需要传入参数“Hisense”，工厂可以根据传入的不同参数返回不同品牌的电视机。现使用简单工厂模式来模拟该电视机工厂的生产过程。简单工厂模式Š模式实例与解析9实例一：简单电视机工厂HisenseTV+play():voidTV+play():voidTVFactory+produceTV(Stringbrand):TVHaierTV+play():void简单工厂模式Š实例一：简单电视机工厂参考代码Š抽象产品类TV（电视机类）publicinterfaceTV{publicvoidplay();}简单工厂模式Š具体产品类HaierTV（海尔电视机类）publicclassHaierTVimplementsTV{publicvoidplay(){System.out.println(海尔电视机播放中......);}}简单工厂模式Š具体产品类HisenseTV（海信电视机类）publicclassHisenseTVimplementsTV{publicvoidplay(){System.out.println(海信电视机播放中......);}}简单工厂模式Š工厂类TVFactory（电视机工厂类）publicclassTVFactory{publicstaticTVproduceTV(Stringbrand)throwsException{if(brand.equalsIgnoreCase(Haier)){System.out.println(电视机工厂生产海尔电视机！);returnnewHaierTV();}elseif(brand.equalsIgnoreCase(Hisense)){System.out.println(电视机工厂生产海信电视机！);returnnewHisenseTV();}else{thrownewException(对不起，暂不能生产该品牌电视机！);}}}简单工厂模式Š辅助代码：XML操作工具类XMLUtilTVimportjavax.xml.parsers.*;importorg.w3c.dom.*;importorg.xml.sax.SAXException;importjava.io.*;publicclassXMLUtilTV{//该方法用于从XML配置文件中提取品牌名称，//并返回该品牌名称publicstaticStringgetBrandName(){简单工厂模式Š辅助代码：XML操作工具类XMLUtilTVtry{//创建文档对象DocumentBuilderFactorydFactory=DocumentBuilderFactory.newInstance();DocumentBuilderbuilder=dFactory.newDocumentBuilder();Documentdoc;doc=builder.parse(newFile(configTV.xml));简单工厂模式Š辅助代码：XML操作工具类XMLUtilTV//获取包含品牌名称的文本节点NodeListnl=doc.getElementsByTagName(brandName);NodeclassNode=nl.item(0).getFirstChild();StringbrandName=classNode.getNodeValue().trim();returnbrandName;}catch(Exceptione){e.printStackTrace();returnnull;}}}简单工厂模式Š辅助代码：配置文件configTV.xml?xmlversion=1.0?configbrandNameHaier/brandName/config简单工厂模式Š客户端调试类ClientpublicclassClient{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){try{TVtv;StringbrandName=XMLUtilTV.getBrandName();tv=TVFactory.produceTV(brandName);tv.play();}catch(Exceptione){System.out.println(e.getMessage());}}}简单工厂模式Š运行结果如下：简单工厂模式Š模式实例与解析9实例一：简单电视机工厂•详细代码(Chapter04SimpleFactory\sample01)演示……演示……简单工厂模式Š模式实例与解析9实例二：权限管理•在某OA系统中，系统根据对比用户在登录时输入的账号和密码以及在数据库中存储的账号和密码是否一致来进行身份验证，如果验证通过，则取出存储在数据库中的用户权限等级（以整数形式存储），根据不同的权限等级创建不同等级的用户对象，不同等级的用户对象拥有不同的操作权限。现使用简单工厂模式来设计该权限管理模块。简单工厂模式Š模式实例与解析9实例二：权限管理Administrator+diffOperation():voidUserFactory+getUser(intpermission):UserEmployee+diffOperation():voidManager+diffOperation():voidUser++sameOperation()diffOperation():void:void简单工厂模式Š运行结果如下：简单工厂模式Š模式实例与解析9实例二：权限管理•参考代码(Chapter04SimpleFactory\sample02)演示……演示……简单工厂模式Š模式优缺点9简单工厂模式的优点•工厂类含有必要的判断逻辑，可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例，客户端可以免除直接创建产品对象的责任，而仅仅“消费”产品；简单工厂模式通过这种做法实现了对责任的分割，它提供了专门的工厂类用于创建对象。•客户端无须知道所创建的具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的参数即可，对于一些复杂的类名，通过简单工厂模式可以减少使用者的记忆量。•通过引入配置文件，可以在不修改任何客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类，在一定程度上提高了系统的灵活性。简单工厂模式Š模式优缺点9简单工厂模式的缺点•由于工厂类集中了所有产品创建逻辑，一旦不能正常工作，整个系统都要受到影响。•使用简单工厂模式将会增加系统中类的个数，在一定程序上增加了系统的复杂度和理解难度。•系统扩展困难，一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑，在产品类型较多时，有可能造成工厂逻辑过于复杂，不利于系统的扩展和维护。•简单工厂模式由于使用了静态工厂方法，造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。简单工厂模式Š模式适用环境9在以下情况下可以使用简单工厂模式：•工厂类负责创建的对象比较少：由于创建的对象较少，不会造成工厂方法中的业务逻辑太过复杂。•客户端只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象不关心：客户端既不需要关心创建细节，甚至连类名都不需要记住，只需要知道类型所对应的参数。简单工厂模式Š模式应用9(1)在JDK类库中广泛使用了简单工厂