工厂三兄弟之工厂方法模式(四)

5 重载的工厂方法

Sunny公司开发人员通过进一步分析,发现可以通过多种方式来初始化日志记录器,例如可以为各种日志记录器提供默认实现;还可以为数据库日志记录器提供数据库连接字符串,为文件日志记录器提供文件路径;也可以将参数封装在一个Object类型的对象中,通过Object对象将配置参数传入工厂类。此时,可以提供一组重载的工厂方法,以不同的方式对产品对象进行创建。当然,对于同一个具体工厂而言,无论使用哪个工厂方法,创建的产品类型均要相同。如图4所示:

图4 重载的工厂方法结构图

引入重载方法后,抽象工厂LoggerFactory的代码修改如下:

interface LoggerFactory {  
    public Logger createLogger();  
    public Logger createLogger(String args);  
    public Logger createLogger(Object obj);  
}

具体工厂类DatabaseLoggerFactory代码修改如下:

class DatabaseLoggerFactory implements LoggerFactory {  
    public Logger createLogger() {  
            //使用默认方式连接数据库,代码省略  
            Logger logger = new DatabaseLogger();   
            //初始化数据库日志记录器,代码省略  
            return logger;  
    }  

    public Logger createLogger(String args) {  
            //使用参数args作为连接字符串来连接数据库,代码省略  
            Logger logger = new DatabaseLogger();   
            //初始化数据库日志记录器,代码省略  
            return logger;  
    }     

    public Logger createLogger(Object obj) {  
            //使用封装在参数obj中的连接字符串来连接数据库,代码省略  
            Logger logger = new DatabaseLogger();   
            //使用封装在参数obj中的数据来初始化数据库日志记录器,代码省略  
            return logger;  
    }     
}  

//其他具体工厂类代码省略

在抽象工厂中定义多个重载的工厂方法,在具体工厂中实现了这些工厂方法,这些方法可以包含不同的业务逻辑,以满足对不同产品对象的需求。

6 工厂方法的隐藏

有时候,为了进一步简化客户端的使用,还可以对客户端隐藏工厂方法,此时,在工厂类中将直接调用产品类的业务方法,客户端无须调用工厂方法创建产品,直接通过工厂即可使用所创建的对象中的业务方法。

如果对客户端隐藏工厂方法,日志记录器的结构图将修改为图5所示:

图5 隐藏工厂方法后的日志记录器结构图

在图5中,抽象工厂类LoggerFactory的代码修改如下:

//改为抽象类  
abstract class LoggerFactory {  
    //在工厂类中直接调用日志记录器类的业务方法writeLog()  
    public void writeLog() {  
        Logger logger = this.createLogger();  
        logger.writeLog();  
    }  

    public abstract Logger createLogger();    
}

客户端代码修改如下:

class Client {  
    public static void main(String args[]) {  
        LoggerFactory factory;  
        factory = (LoggerFactory)XMLUtil.getBean();  
        factory.writeLog(); //直接使用工厂对象来调用产品对象的业务方法  
    }  
}

通过将业务方法的调用移入工厂类,可以直接使用工厂对象来调用产品对象的业务方法,客户端无须直接使用工厂方法,在某些情况下我们也可以使用这种设计方案。

7 工厂方法模式总结

工厂方法模式是简单工厂模式的延伸,它继承了简单工厂模式的优点,同时还弥补了简单工厂模式的不足。工厂方法模式是使用频率最高的设计模式之一,是很多开源框架和API类库的核心模式。

  1. 主要优点

工厂方法模式的主要优点如下:

(1) 在工厂方法模式中,工厂方法用来创建客户所需要的产品,同时还向客户隐藏了哪种具体产品类将被实例化这一细节,用户只需要关心所需产品对应的工厂,无须关心创建细节,甚至无须知道具体产品类的类名。

(2) 基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键。它能够让工厂可以自主确定创建何种产品对象,而如何创建这个对象的细节则完全封装在具体工厂内部。工厂方法模式之所以又被称为多态工厂模式,就正是因为所有的具体工厂类都具有同一抽象父类。

(3) 使用工厂方法模式的另一个优点是在系统中加入新产品时,无须修改抽象工厂和抽象产品提供的接口,无须修改客户端,也无须修改其他的具体工厂和具体产品,而只要添加一个具体工厂和具体产品就可以了,这样,系统的可扩展性也就变得非常好,完全符合“开闭原则”。

  1. 主要缺点

工厂方法模式的主要缺点如下:

(1) 在添加新产品时,需要编写新的具体产品类,而且还要提供与之对应的具体工厂类,系统中类的个数将成对增加,在一定程度上增加了系统的复杂度,有更多的类需要编译和运行,会给系统带来一些额外的开销。

(2) 由于考虑到系统的可扩展性,需要引入抽象层,在客户端代码中均使用抽象层进行定义,增加了系统的抽象性和理解难度,且在实现时可能需要用到DOM、反射等技术,增加了系统的实现难度。

  1. 适用场景

在以下情况下可以考虑使用工厂方法模式:

(1) 客户端不知道它所需要的对象的类。在工厂方法模式中,客户端不需要知道具体产品类的类名,只需要知道所对应的工厂即可,具体的产品对象由具体工厂类创建,可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。

(2) 抽象工厂类通过其子类来指定创建哪个对象。在工厂方法模式中,对于抽象工厂类只需要提供一个创建产品的接口,而由其子类来确定具体要创建的对象,利用面向对象的多态性和里氏代换原则,在程序运行时,子类对象将覆盖父类对象,从而使得系统更容易扩展。

练习

使用工厂方法模式设计一个程序来读取各种不同类型的图片格式,针对每一种图片格式都设计一个图片读取器,如GIF图片读取器用于读取GIF格式的图片、JPG图片读取器用于读取JPG格式的图片。需充分考虑系统的灵活性和可扩展性。

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