创建型模式关注点是如何创建对象,其核心思想是要把对象的创建和使用相分离,这样使得两者能相对独立地变换。

创建型模式包括:

工厂方法:Factory Method
抽象工厂:Abstract Factory
建造者:Builder
原型:Prototype
单例:Singleton

1.工厂方法


定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。Factory Method使一个类的实例化延迟到其子类。


工厂方法即Factory Method,是一种对象创建型模式。

工厂方法的目的是使得创建对象和使用对象是分离的,并且客户端总是引用抽象工厂和抽象产品:

设计模式--创建性模式--工厂方法_子类

我们以具体的例子来说:假设我们希望实现一个解析字符串到​​Number​​​的​​Factory​​,可以定义如下:

public interface NumberFactory {
Number parse(String s);
}

有了工厂接口,再编写一个工厂的实现类:

public class NumberFactoryImpl implements NumberFactory {
public Number parse(String s) {
return new BigDecimal(s);
}
}

而产品接口是​​Number​​​,​​NumberFactoryImpl​​​返回的实际产品是​​BigDecimal​​。

那么客户端如何创建​​NumberFactoryImpl​​​呢?通常我们会在接口​​Factory​​​中定义一个静态方法​​getFactory()​​来返回真正的子类:

public interface NumberFactory {
// 创建方法:
Number parse(String s);

// 获取工厂实例:
static NumberFactory getFactory() {
return impl;
}

static NumberFactory impl = new NumberFactoryImpl();
}

在客户端中,我们只需要和工厂接口​​NumberFactory​​​以及抽象产品​​Number​​打交道:

NumberFactory factory = NumberFactory.getFactory();
Number result = factory.parse("123.456");

调用方可以完全忽略真正的工厂​​NumberFactoryImpl​​​和实际的产品​​BigDecimal​​,这样做的好处是允许创建产品的代码独立地变换,而不会影响到调用方。

有的童鞋会问:一个简单的​​parse()​​需要写这么复杂的工厂吗?实际上大多数情况下我们并不需要抽象工厂,而是通过静态方法直接返回产品,即:

public class NumberFactory {
public static Number parse(String s) {
return new BigDecimal(s);
}
}

这种简化的使用静态方法创建产品的方式称为静态工厂方法(Static Factory Method)。静态工厂方法广泛地应用在Java标准库中。例如:

Integer n = Integer.valueOf(100);

​Integer​​​既是产品又是静态工厂。它提供了静态方法​​valueOf()​​​来创建​​Integer​​​。那么这种方式和直接写​​new Integer(100)​​​有何区别呢?我们观察​​valueOf()​​方法:

public final class Integer {
public static Integer valueOf(int i) {
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
return new Integer(i);
}
...
}

它的好处在于,​​valueOf()​​​内部可能会使用​​new​​​创建一个新的​​Integer​​​实例,但也可能直接返回一个缓存的​​Integer​​​实例。对于调用方来说,没必要知道​​Integer​​创建的细节。

工厂方法可以隐藏创建产品的细节,且不一定每次都会真正创建产品,完全可以返回缓存的产品,从而提升速度并减少内存消耗。

如果调用方直接使用​​Integer n = new Integer(100)​​,那么就失去了使用缓存优化的可能性。

我们经常使用的另一个静态工厂方法是​​List.of()​​:

List list = List.of("A", "B", "C");

这个静态工厂方法接收可变参数,然后返回​​List​​​接口。需要注意的是,调用方获取的产品总是​​List​​接口,而且并不关心它的实际类型。

即使调用方知道​​List​​​产品的实际类型是​​java.util.ImmutableCollections$ListN​​,也不要去强制转型为子类

因为静态工厂方法​​List.of()​​​保证返回​​List​​​,但也完全可以修改为返回​​java.util.ArrayList​​。这就是里氏替换原则:返回实现接口的任意子类都可以满足该方法的要求,且不影响调用方。

总是引用接口而非实现类,能允许变换子类而不影响调用方,即尽可能面向抽象编程。

和​​List.of()​​​类似,我们使用​​MessageDigest​​​时,为了创建某个摘要算法,总是使用静态工厂方法​​getInstance(String)​​:

MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
MessageDigest sha1 = MessageDigest.getInstance("SHA-1");

调用方通过产品名称获得产品实例,不但调用简单,而且获得的引用仍然是​​MessageDigest​​这个抽象类。

小结

工厂方法是指定义工厂接口和产品接口,但如何创建实际工厂和实际产品被推迟到子类实现,从而使调用方只和抽象工厂与抽象产品打交道。

实际更常用的是更简单的静态工厂方法,它允许工厂内部对创建产品进行优化。

调用方尽量持有接口或抽象类,避免持有具体类型的子类,以便工厂方法能随时切换不同的子类返回,却不影响调用方代码。

 参考:本系列参考廖老师官方课件,总结的是真不错!!!致敬大神