代码优雅之路-设计模式之工厂模式

概述

现实中的工厂,就是造东西的,那我们生活中有哪些类型的工厂呢? 总结一下,可以分为三种:

自给自足的小作坊-这种工厂产能不大,但是对于重复工作有一套自己的方案
流水线性的大工厂-已经有了一套相对完善的机器流水线,固定的模式产能效率都有很大提升
完善的产业链代工厂-这时候已经可以不用关心这个东西怎么出来的,只掌握核心即可

在代码中,同样也存在现实社会中的上述三种情况,依次对应着我们熟知的简单工厂模式(小作坊),工厂方法模式(大工厂),抽象工厂模式(代工厂)。

简单工厂模式

小作坊中,往往制造某一种类商品,比如某章丘铁锅制造坊,某棉花制造坊等等,简单工厂模式(Simple Factory Pattern) 就是这样一种模式,由一特定的工厂对象,创造出指定的产品并实例化.使用起来往往只需传入要制造哪类产品(参数)即可。

现在我们用代码来清晰直观的了解下,现已中华传统美食水饺为例:

由于水饺有各种各样的内陷,我们做一个顶层接口作为标准

public interface IDumplings {
    /**
     * 各种水饺都有制作过程
     */
    void make();
}

现在,我们准备做韭菜鸡蛋馅的水饺,并且已经录入好了制作方法

public class ChiveEggDumpling implements IDumplings {
    @Override
    public void make() {
        System.out.println("制作韭菜鸡蛋水饺的过程");
    }
}

现在我们开始制作韭菜水饺

public static void main(String[] args) {
    //准备好韭菜馅水饺的制作工序
    IDumplings dumpling = new ChiveEggDumpling();
    //开始制作
    dumpling.make();
}

我们来细看上面的三道工序,父类的水饺大类(IDumplings)指向了子类的韭菜馅水饺(ChiveEggDumpling),如果我们需要分别制作各类水饺,就会形成如下代码:

public static void main(String[] args) {
    //准备好韭菜馅水饺的制作工序
    IDumplings chiveEggDumpling = new ChiveEggDumpling();
    //开始制作-韭菜馅水饺
    chiveEggDumpling.make();
    //准备好白菜馅水饺的制作工序
    IDumplings cabbageDumpling = new CabbageDumpling();
    //开始制作-白菜馅水饺
    cabbageDumpling.make();
    //准备好芹菜馅水饺的制作工序
    IDumplings celeryDumpling = new CeleryDumpling();
    //开始制作-芹菜馅水饺
    celeryDumpling.make();
}

在我们的实际项目中,对象的创建过程远远要比上述代码更为复杂,即使是上述代码,我们依然会觉得臃肿,更何况在实际运用过程中,随着水饺种类越来越多,大量的类似代码迎面扑来,会不会感到窒息呢? 这是时候我们就需要用简单工厂模式对代码进行优化,总体思路就是:细节隐藏,减少依赖。

首先-建造水饺制作小作坊

public class DumplingFactory {
    /**
     * 根据你想要的吃的 获取哪种水饺
     * */
    public static IDumplings get(String dumplingName){
        switch (dumplingName) {
            case "cabbage":
                return new CabbageDumpling();
            case "chiveEgg":
                return new ChiveEggDumpling();
            case "celery":
                return new CeleryDumpling();
            default:
                return null;
        }
    }
}

再一次制作我们要的水饺

public static void main(String[] args) {
    //制作韭菜馅水饺
    IDumplings chiveEgg = DumplingFactory.get("chiveEgg");
    chiveEgg.make();
    //制作白菜馅水饺
    IDumplings cabbage = DumplingFactory.get("cabbage");
    cabbage.make();
    //制作芹菜馅水饺
    IDumplings celery = DumplingFactory.get("celery");
    celery.make();
}

大家有没有发现,最明显的区别在哪,就在于我们不需要知道哪个类制造的,我们只需要知道我们要制作哪种水饺即可。当然,小作坊毕竟是小作坊,水饺种类少了,它足以应对,但是一旦要生产几十种上百种水饺,工厂(工厂类)就要炸锅了,而且,代码本身也不符合开闭原则(开闭原则后续会单独介绍),为了解决简单工厂模式的弊端,这时候,工厂方法模式就来了。

工厂方法模式

小作坊已经无法应对我们越来越多的产品种类,这时候工厂升级了!我们需要对流水线作业进行分门别类了,一条流水线就做一类水饺,**工厂方法模式(Factory Method Pattern)**应运而生。

直接上代码:

建立我们的大工厂

public interface IDumplingFactory {
    /**
     * 启动水饺流水线
     *
     * @return 指定水饺的流水线
     */
    IDumplings create();
}

建立各种水饺流水线-举个白菜例子,其他类似

public class CabbageDumplingFactory implements IDumplingFactory {
    @Override
    public IDumplings create() {
        return new CabbageDumpling();
    }
}

启动我们的流水线,制作水饺

public static void main(String[] args) {
    //开启白菜水饺流水线
    CabbageDumplingFactory cabbageDumplingFactory = new CabbageDumplingFactory();
    //开启芹菜水饺流水线
    CeleryDumplingFactory celeryDumplingFactory = new CeleryDumplingFactory();
    //开始制作白菜水饺
    cabbageDumplingFactory.create().make();
    //开始制作芹菜水饺
    celeryDumplingFactory.create().make();
}

这样,我们在上新品类的时候,只需要新增流水线即可,而无需过多关注产品创建的细节,符合开闭原则,但是工厂方法模式也存在弊端,会导致流水线(类)越来越多。

抽象工厂模式

我们在生产的过程当中,流程都是一样的,比如水饺的生产流程就是1.做皮,2.调馅,3.制作打包。但是这个过程中,做皮是一样的,后续的流程也是不让你随意变动的,抽象工厂模式就为解决此类问题而来,话不多说,上代码。

约定好后续具体步骤

/**
 * <p>IStuffing</p>
 * 调馅的过程
 *
 * @author TimeRoar-Wang Ziming
 * @date 2021/10/29 22:42
 */
public interface IStuffing {
    /**
     * 调配
     */
    void deploy();
}

/**
 * <p>IPackage</p>
 * 制作打包的过程
 *
 * @author TimeRoar-Wang Ziming
 * @date 2021/10/29 22:45
 */
public interface IPackage {
    /**
     * 水饺包装盒
     */
    void box();
}

提供我们的核心技术,以此为基础开始制作

public abstract class KernelDumplingFactory {

    /**
     * 这里用了上等秘方老面,统一制作
     * */
    public void makeWrapper() {
        System.out.println("制作出来水饺皮");
    }

    /** 调馅 */
    public abstract IStuffing createStuffing();

    /** 打包 */
    public abstract IPackage createBox();

}

对每个步骤的方法实现具体操作-以芹菜举例

public class CeleryStuffing implements IStuffing{
    @Override
    public void deploy() {
        System.out.println("制作芹菜馅");
    }
}
//打包方法
public class CeleryBox implements IPackage{
    @Override
    public void box() {
        System.out.println("芹菜水饺打包");
    }
}

开始流水线操作

public static void main(String[] args) {
    //开启白菜水饺流水线
    CabbageFactory cabbageFactory = new CabbageFactory();
    //做皮
    cabbageFactory.makeWrapper();
    //调馅
    cabbageFactory.createStuffing();
    //打包
    cabbageFactory.createBox();
}