軟件體系結(jié)構(gòu)與設(shè)計模式 第十二章 工廠方法模式

1、第十三章第十三章 工廠方法模式工廠方法模式 12/25/20211工廠方法模式（別名：虛擬構(gòu)造）工廠方法模式（別名：虛擬構(gòu)造） 定義一個用于創(chuàng)建對象的接口，讓子類決定實例化哪一定義一個用于創(chuàng)建對象的接口，讓子類決定實例化哪一個類。個類。Factory Method使一個類的實例化延遲到其子類使一個類的實例化延遲到其子類。Mediator Pattern(Another Name: Virtual Constructor) Define an interface for creating an object, but let subclasses decide which class to in

2、stantiate. Factory Method lets a class defer instantiation to subclasses. 在鑄造成型的過程中，制造者首先將塑料加工成可成型的粉末，然后將塑料粉末注入到需要的模具中。在Factory Method模式中，子類 (在這里就是指模具)來決定需要實例化那個類。在這個例子中，ToyHorseMold類就是被實例化的類。一一 、 概述概述 12/25/20213 當系統(tǒng)準備為用戶提供某個類的子類的實例，當系統(tǒng)準備為用戶提供某個類的子類的實例，又不想讓用戶代碼和該子類形成耦合時，就可以又不想讓用戶代碼和該子類形成耦合時，就可以使用工廠

3、方法模式來設(shè)計系統(tǒng)。工廠方法模式的使用工廠方法模式來設(shè)計系統(tǒng)。工廠方法模式的關(guān)鍵是在一個接口或抽象類中定義一個抽象方法，關(guān)鍵是在一個接口或抽象類中定義一個抽象方法，該方法返回某個類的子類的實例，該抽象類或接該方法返回某個類的子類的實例，該抽象類或接口讓其子類或?qū)崿F(xiàn)該接口的類通過重寫這個抽象口讓其子類或?qū)崿F(xiàn)該接口的類通過重寫這個抽象方法返回某個子類的實例。方法返回某個子類的實例。 二、二、工廠方法模式的結(jié)構(gòu)與使用工廠方法模式的結(jié)構(gòu)與使用12/25/20214模式的結(jié)構(gòu)中包括四種角色：模式的結(jié)構(gòu)中包括四種角色：抽象產(chǎn)品（抽象產(chǎn)品（ProductProduct） 具體產(chǎn)品（具體產(chǎn)品（Concrete

4、ProductConcreteProduct） 構(gòu)造者（構(gòu)造者（CreatorCreator） 具體構(gòu)造者（具體構(gòu)造者（ConcreteCreatorConcreteCreator） 12/25/20215模式的模式的UMLUML類圖類圖 模式的結(jié)構(gòu)的描述與使用模式的結(jié)構(gòu)的描述與使用 有一個PenCore類（筆芯），該類是一個抽象類。假設(shè)PenCore類有三個子類，分別是RedPenCore、BluePenCore和BlackPenCore，而系統(tǒng)設(shè)計的目的是為用戶提供BallPen類（圓珠筆）的子類的實例，即含有筆芯的圓珠筆，也就是說系統(tǒng)想讓用戶使用BallPen類的子類的實例來得到PenC

5、ore類的子類的實例。12/25/20217模式的結(jié)構(gòu)的描述與使用模式的結(jié)構(gòu)的描述與使用 1 1抽象產(chǎn)品（抽象產(chǎn)品（ProductProduct） : : PenCore.javaPenCore.java public abstract class public abstract class PenCorePenCore String color; String color; public abstract void public abstract void writeWord(StringwriteWord(String s); s); 12/25/20218模式的結(jié)構(gòu)的描述與使用模式的結(jié)構(gòu)

6、的描述與使用 2 2具體產(chǎn)品（具體產(chǎn)品（ConcreteProductConcreteProduct）_1 : _1 : RedPenCore.javaRedPenCore.java public class public class RedPenCoreRedPenCore extends extends PenCorePenCore RedPenCoreRedPenCore()() color= color=紅色紅色; public void public void writeWord(StringwriteWord(String s) s) System.out.printlnSyste

7、m.out.println(寫出寫出+color+color+的字的字:+s);:+s); 12/25/20219模式的結(jié)構(gòu)的描述與使用模式的結(jié)構(gòu)的描述與使用 2 2具體產(chǎn)品（具體產(chǎn)品（ConcreteProductConcreteProduct）_2 : _2 : BluePenCore.javaBluePenCore.java public class public class BluePenCoreBluePenCore extends extends PenCorePenCore BluePenCoreBluePenCore()() color= color=藍色藍色; public

8、void public void writeWord(StringwriteWord(String s) s) System.out.printlnSystem.out.println(寫出寫出+color+color+的字的字:+s);:+s); 12/25/202110模式的結(jié)構(gòu)的描述與使用模式的結(jié)構(gòu)的描述與使用 2 2具體產(chǎn)品（具體產(chǎn)品（ConcreteProductConcreteProduct）_3: _3: BlackPenCore.javaBlackPenCore.java public class public class BlackPenCoreBlackPenCore ex

9、tends extends PenCorePenCore BlackPenCoreBlackPenCore()() color= color=黑色黑色; public void public void writeWord(StringwriteWord(String s) s) System.out.printlnSystem.out.println(寫出寫出+color+color+的字的字:+s);:+s); 12/25/202111模式的結(jié)構(gòu)的描述與使用模式的結(jié)構(gòu)的描述與使用 3 3構(gòu)造者（構(gòu)造者（CreatorCreator）: :BallPen.javaBallPen.java pu

10、blic abstract class public abstract class BallPenBallPen BallPenBallPen()() System.out.printlnSystem.out.println(生產(chǎn)了一只裝有生產(chǎn)了一只裝有+getPenCore().colorgetPenCore().color+筆芯的圓珠筆筆芯的圓珠筆 );); public abstract public abstract PenCorePenCore getPenCoregetPenCore(); /(); /工廠方法工廠方法 12/25/2021124 4具體構(gòu)造者（具體構(gòu)造者（Conc

11、reteCreatorConcreteCreator）: :RedBallPen.javaRedBallPen.javapublic class public class RedBallPenRedBallPen extends extends BallPenBallPen public public PenCorePenCore getPenCoregetPenCore()() return new return new RedPenCoreRedPenCore();(); BlueBallPen.javaBlueBallPen.javapublic class public class B

12、lueBallPenBlueBallPen extends extends BallPenBallPen public public PenCorePenCore getPenCoregetPenCore()() return new return new BluePenCoreBluePenCore();(); BlackBallPen.javapublic class BlackBallPen extends BallPen public PenCore getPenCore() return new BlackPenCore(); 12/25/202114模式的結(jié)構(gòu)的描述與使用模式的結(jié)構(gòu)

13、的描述與使用 5 5應(yīng)用應(yīng)用 Application.javaApplication.java public class Applicationpublic class Application public static void main(String public static void main(String argsargs) PenCorePenCore penCorepenCore; ; BallPenBallPen ballPenballPen=new =new BlueBallPenBlueBallPen();(); penCorepenCore= =ballPen.getPe

14、nCoreballPen.getPenCore();(); penCore.writeWordpenCore.writeWord(你好你好, ,很高興認識你很高興認識你);); ballPenballPen=new =new RedBallPenRedBallPen();(); penCorepenCore= =ballPen.getPenCoreballPen.getPenCore();(); penCore.writeWord(HowpenCore.writeWord(How are you); are you); ballPenballPen=new =new BlackBallPenB

15、lackBallPen();(); penCorepenCore= =ballPen.getPenCoreballPen.getPenCore();(); penCore.writeWord(nicepenCore.writeWord(nice to meet you); to meet you); 三、三、工廠方法模式的優(yōu)點工廠方法模式的優(yōu)點 12/25/202115使用工廠方法可以讓用戶的代碼和某個特定類的子類的代碼解耦。工廠方法使用戶不必知道它所使用的對象是怎樣被創(chuàng)建的，只需知道該對象有哪些方法即可。四、適合使用工廠方法的情景 用戶需要一個類的子類的實例，但不希望與該類的子類形成耦合。

16、用戶需要一個類的子類的實例，但用戶不知道該類有哪些子類可用。五、應(yīng)用舉例創(chuàng)建藥品對象 系統(tǒng)目前已經(jīng)按著有關(guān)藥品的規(guī)定設(shè)計了一個抽象類Drug，該抽象類規(guī)定了所創(chuàng)建的藥品必須給出藥品的成分及其含量。Drug目前有兩個子類：Paracetamol和Amorolfine。 Paracetamol負責創(chuàng)建氨加黃敏一類的藥品，Amorolfine負責創(chuàng)建鹽酸阿莫羅芬一類的藥品。 一個為某藥店開發(fā)的應(yīng)用程序需要使用Drug類的某個子類的實例為用戶提供藥品，但是藥店的應(yīng)用程序不能使用Drug的子類的構(gòu)造方法直接創(chuàng)建對象，因為藥店沒有能力給出藥品的各個成分的含量，只有藥廠才有這樣的能力。/ Drug.java

17、public abstract class Drug String constitute; String name; public String getName() return name; public String getConstitute() return constitute; / Paracetamol.javapublic class Paracetamol extends Drug String part1=每粒含乙酰氨基酚; String part2=每粒含咖啡因; String part3=每粒含人工牛黃; String part4=每粒含馬來酸氯苯; public Par

18、acetamol(String name,int a) =name; part1=part1+:+a0+毫克n; part2=part2+:+a1+毫克n; part3=part3+:+a2+毫克n; part4=part4+:+a3+毫克n; constitute=part1+part2+part3+part4; / Amorolfine.javapublic class Amorolfine extends Drug String part1=每粒含甲硝唑; String part2=每粒含人工牛黃; public Amorolfine(String name,int a

19、) =name; part1=part1+:+a0+毫克n; part2=part2+:+a1+毫克n; constitute=part1+part2; / DrugCreator.javapublic interface DrugCreator public abstract Drug getDrug(); / ParaDrugCreator .javapublic class ParaDrugCreator implements DrugCreator public Drug getDrug() int a=250,15,1,10; Drug drug=new Parac

20、etamol(氨加黃敏膠囊,a); return drug; / AmorDrugCreator .javapublic class AmorDrugCreator implements DrugCreator public Drug getDrug() int a=200,5; Drug drug=new Amorolfine(甲硝矬膠囊,a); return drug; / Application.javaimport java.util.*;public class Application public static void main(String args) DrugCreator

21、creator=new ParaDrugCreator(); Drug drug=creator.getDrug(); System.out.println(drug.getName()+的成份:); System.out.println(drug.getConstitute(); creator=new AmorDrugCreator(); drug=creator.getDrug(); System.out.println(drug.getName()+的成份:); System.out.println(drug.getConstitute(); 六、應(yīng)用舉例記錄日志public inte

22、rface Trace / turn on and off debugging public void setDebug( boolean debug ); / write out a debug message public void debug( String message ); / write out an error message public void error( String message );public class FileTrace implements Trace private java.io.PrintWriter pw; private boolean deb

23、ug; public FileTrace() throws java.io.IOException pw = new java.io.PrintWriter( new java.io.FileWriter( c:trace.log ) ); public void setDebug( boolean debug ) this.debug = debug; public void debug( String message ) if( debug ) / only print if debug is true pw.println( DEBUG: + message ); pw.flush();

24、 public void error( String message ) / always print out errors pw.println( ERROR: + message ); pw.flush(); public class SystemTrace implements Trace private boolean debug; public void setDebug( boolean debug ) this.debug = debug; public void debug( String message ) if( debug ) / only print if debug

25、is true System.out.println( DEBUG: + message ); public void error( String message ) / always print out errors System.out.println( ERROR: + message ); SystemTrace log = new SystemTrace();/. code .log.debug( entering loog );/ . etc .public class TraceFactory public static Trace getTrace() return new S

26、ystemTrace(); /. some code .Trace log = new TraceFactory.getTrace();/. code .log.debug( entering loog );/ . etc .七、應(yīng)用舉例自動車工廠 有一系列的自動車產(chǎn)品Bus（公交車），Truck（卡車）；它們需要由不同的工廠生產(chǎn)，但具有相同的生產(chǎn)流程。為了以后擴展其他流水線，比如摩托車，我們需要一種柔軟的方案來實現(xiàn)自動車生產(chǎn)的過程。設(shè)計目標 一方面，可以不用關(guān)心產(chǎn)品對象的具體實現(xiàn)，簡化和統(tǒng)一Client調(diào)用過程； 另一方面，可以讓整個系統(tǒng)具有靈活的可擴展性，若要擴展生產(chǎn)摩托車的流水線，只要再

27、實現(xiàn)一個摩托車類以及摩托車工廠類就行，而Client的調(diào)用方法完全不需改變。 實現(xiàn)方法一abstract class CarFactory /定義生產(chǎn)自動車生產(chǎn)的接口規(guī)范定義生產(chǎn)自動車生產(chǎn)的接口規(guī)范 public Car createCar(); class BusFactory extends CarFactory public Car createCar() /生產(chǎn)公交車生產(chǎn)公交車 return new CarBus(); class TruckFactory extends CarFactory public Car createCar() /生產(chǎn)卡車生產(chǎn)卡車 return new TruckBus(); pu