設(shè)計(jì)模式系列-Builder模式,工廠方法模式和抽象工廠模式

建造者的模式

定義:將一個(gè)復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)建與它的表示分離,使得同樣的構(gòu)建過(guò)程可以創(chuàng)建不同的表示

使用場(chǎng)景:
1.多個(gè)部件或零件,都可以裝配到一個(gè)對(duì)象中,但產(chǎn)生的結(jié)果又不相同時(shí)。
2.當(dāng)初始化一個(gè)對(duì)象特別復(fù)雜的時(shí)候,比如參數(shù)多,而且很多參數(shù)都有默認(rèn)值。

builder.png

它分為抽象建造者(Builder)角色、具體建造者(ConcreteBuilder)角色、導(dǎo)演者(Director)角色、產(chǎn)品(Product)角色四個(gè)角色。

抽象建造者(Builder)角色:給 出一個(gè)抽象接口,以規(guī)范產(chǎn)品對(duì)象的各個(gè)組成成分的建造。

具體建造者(ConcreteBuilder)角色:要完成的任務(wù)包括:1.實(shí)現(xiàn)抽象建造者Builder所聲明的接口,給出一步一步地完成創(chuàng)建產(chǎn)品實(shí)例的操作。2.在建造過(guò)程完成后,提供產(chǎn)品的實(shí)例。

導(dǎo)演者(Director)角色:擔(dān)任這個(gè)角色的類調(diào)用具體建造者角色以創(chuàng)建產(chǎn)品對(duì)象。

產(chǎn)品(Product)角色:產(chǎn)品便是建造中的復(fù)雜對(duì)象。

    public interface Builder {
        public Builder setName(String name);
        public Builder setSex(boolean sex);
        public Builder setAge(int age);
        public Person create();
    }

    public class ConcreteBuilder implements Builder {
        private String name;
        private boolean sex;
        private int age;
        public Builder setName(String name) {
            this.name = name;
            return this;
        }
        public Builder setSex(boolean sex) {
            this.sex = sex;
            return this;
        }
        public Builder setAge(int age) {
            this.age = age;
            return this;
        }
        public Person create() {
            return new Person(name, sex, age);
        }
    }

    public class Director {
        private Builder builder;
        public Director(Builder builder){
            this.builder = builder;
        }
        public void construct(String name, boolean sex, int age) {
            builder.setName(name);
            builder.setSex(sex);
            builder.setAge(age);
        }
    }

    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Builder builder = new ConcreteBuilder();
            Director pcDirector = new Director(builder);
            pcDirector.construct("zhangtao", true, 23);
            Person person = builder.create();
        }
    }

工廠方法模式

定義:定義一個(gè)用于創(chuàng)建對(duì)象的接口,讓子類決定實(shí)例化哪個(gè)類。

factory.png

任何需要生成復(fù)雜對(duì)象的地方,都可以使用工廠方法模式。用new就能創(chuàng)建的對(duì)象不需要使用工廠模式,因?yàn)槭褂霉S模式就要增加一個(gè)工廠類,增加了系統(tǒng)復(fù)雜度。

關(guān)于工廠方法模式的實(shí)現(xiàn)

    public abstract class Product {
        public abstract void method();
    }

    public class ConcreteProductA extends Product {
        @Override
        public void method() {
            System.out.println("產(chǎn)品A");
        }
    }

    public abstract class Factory {
        public abstract Product createProduct();
    }

    public class ConcreteFactory extends Factory {
        @Override
        public Product createProduct() {
            return new ConcreteProductA();
        }
    }

    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Factory factory = new ConcreteFactory();
            Product product = factory.createProduct();
            product.method();
        }
    }

當(dāng)確定工廠類只有一個(gè)的時(shí)候,簡(jiǎn)單工廠模式

    public class Factory{
        public static Product createProduct(){
            return new ConcreteProductA();
        }
    }

工廠方法模式VS建造者模式

工廠方法模式注重的是整體對(duì)象的創(chuàng)建方法,而建造者模式注重的是部件構(gòu)建的過(guò)程,旨在通過(guò)一步一步地精確構(gòu)造創(chuàng)建出一個(gè)復(fù)雜的對(duì)象。
我們舉個(gè)簡(jiǎn)單例子來(lái)說(shuō)明兩者的差異,如要制造一個(gè)超人,如果使用工廠方法模式,直接產(chǎn)生出來(lái)的就是一個(gè)力大無(wú)窮、能夠飛翔、內(nèi)褲外穿的超人;
而如果使用建造者模式,則需要組裝手、頭、腳、軀干等部分,然后再把內(nèi)褲外穿,于是一個(gè)超人就誕生了。

工廠方法模式創(chuàng)建的產(chǎn)品一般都是單一性質(zhì)產(chǎn)品,如成年超人,都是一個(gè)模樣,而建造者模式創(chuàng)建的則是一個(gè)復(fù)合產(chǎn)品,它由各個(gè)部件復(fù)合而成,部件不同產(chǎn)品對(duì)象當(dāng)然不同。
這不是說(shuō)工廠方法模式創(chuàng)建的對(duì)象簡(jiǎn)單,而是指它們的粒度大小不同。一般來(lái)說(shuō),工廠方法模式的對(duì)象粒度比較粗,建造者模式的產(chǎn)品對(duì)象粒度比較細(xì)。

兩者的區(qū)別有了,那在具體的應(yīng)用中,我們?cè)撊绾芜x擇呢?
是用工廠方法模式來(lái)創(chuàng)建對(duì)象,還是用建造者模式來(lái)創(chuàng)建對(duì)象,這完全取決于我們?cè)谧鱿到y(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的意圖,如果需要詳細(xì)關(guān)注一個(gè)產(chǎn)品部件的生產(chǎn)、安裝步驟,則選擇建造者,否則選擇工廠方法模式。

抽象工廠模式

定義:為創(chuàng)建一組相關(guān)或相互依賴的對(duì)象提供一個(gè)接口,而且無(wú)須指定它們的具體類

absfactory.png
    public abstract class AbstractProductA {
         //每個(gè)產(chǎn)品共有的方法
         public void shareMethod(){
         }
         //每個(gè)產(chǎn)品相同方法,不同實(shí)現(xiàn)
         public abstract void doSomething();
    }

    public class ProductA1 extends AbstractProductA {
         public void doSomething() {
                 System.out.println("產(chǎn)品A1的實(shí)現(xiàn)方法");
         }
    }

    public class ProductA2 extends AbstractProductA {
         public void doSomething() {
                 System.out.println("產(chǎn)品A2的實(shí)現(xiàn)方法");
         }
    }

    //抽象工廠類
    public abstract class AbstractCreator {
         //創(chuàng)建A產(chǎn)品家族
         public abstract AbstractProductA createProductA();
         //創(chuàng)建B產(chǎn)品家族
         public abstract AbstractProductB createProductB();
    }

    public class Creator1 extends AbstractCreator {
         //只生產(chǎn)產(chǎn)品等級(jí)為1的A產(chǎn)品
         public AbstractProductA createProductA() {
                 return new ProductA1();
         }
         //只生產(chǎn)產(chǎn)品等級(jí)為1的B產(chǎn)品
         public AbstractProductB createProductB() {
                 return new ProductB1();
         }
    }

    public class Creator2 extends AbstractCreator {
         //只生產(chǎn)產(chǎn)品等級(jí)為2的A產(chǎn)品
         public AbstractProductA createProductA() {
                 return new ProductA2();
         }
         //只生產(chǎn)產(chǎn)品等級(jí)為2的B產(chǎn)品
         public AbstractProductB createProductB() {
                 return new ProductB2();
         }
    }

    public class Test {
         public static void main(String[] args) {
                 //定義出兩個(gè)工廠
                 AbstractCreator creator1 = new Creator1();
                 AbstractCreator creator2 = new Creator2();
                 //產(chǎn)生A1對(duì)象
                 AbstractProductA a1 =  creator1.createProductA();
                 //產(chǎn)生A2對(duì)象
                 AbstractProductA a2 = creator2.createProductA();
                 //產(chǎn)生B1對(duì)象
                 AbstractProductB b1 = creator1.createProductB();
                 //產(chǎn)生B2對(duì)象
                 AbstractProductB b2 = creator2.createProductB();
         }
    }

抽象工廠模式的使用場(chǎng)景定義非常簡(jiǎn)單:一個(gè)對(duì)象族(或是一組沒(méi)有任何關(guān)系的對(duì)象)都有相同的約束,則可以使用抽象工廠模式。

通過(guò)工廠類,只要知道工廠類是誰(shuí),我就能創(chuàng)建出一個(gè)需要的對(duì)象

注意事項(xiàng):
在抽象工廠模式的缺點(diǎn)中,我們提到抽象工廠模式的產(chǎn)品族擴(kuò)展比較困難,但是一定要清楚,是產(chǎn)品族擴(kuò)展困難,而不是產(chǎn)品等級(jí)。
在該模式下,產(chǎn)品等級(jí)是非常容易擴(kuò)展的,增加一個(gè)產(chǎn)品等級(jí),只要增加一個(gè)工廠類負(fù)責(zé)新增加出來(lái)的產(chǎn)品生產(chǎn)任務(wù)即可。
也就是說(shuō)橫向擴(kuò)展容易,縱向擴(kuò)展困難。
抽象類AbstractCreator要增加一個(gè)方法createProductC(),然后兩個(gè)實(shí)現(xiàn)類都要修改,想想看,這嚴(yán)重違反了開閉原則。

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