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工厂方法模式【Factory Method Pattern】

时间:2014-10-23 01:15:07      阅读:127      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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  女娲补天的故事大家都听说过吧,今天不说这个,说女娲创造人的故事,可不是“造人”的工作,这个词被现代人滥用了。
  这个故事是说,女娲在补了天后,下到凡间一看,哇塞,风景太优美了,天空是湛蓝的,水是清澈的,空气是清新的,太美丽了,然后就待时间长了就有点寂寞
了,没有动物,这些看的到都是静态的东西呀,怎么办?
  别忘了是神仙呀,没有办不到的事情,于是女娲就架起了八卦炉(技术术语:建立工厂)开始创建人,具体过程是这样的:先是泥巴捏,然后放八卦炉里烤,再
扔到地上成长,但是意外总是会产生的:第一次烤泥人,兹兹兹兹~~,感觉应该熟了,往地上一扔,biu~,一个白人诞生了,没烤熟!第二次烤泥人,兹兹兹兹
兹兹兹兹~~,上次都没烤熟,这次多烤会儿,往地上一扔,嘿,熟过头了,黑人哪!第三次烤泥人,兹~兹~兹~,一边烤一边看着,嘿,正正好,Perfect!优品
,黄色人种! 【备注:RB 人不属此列】这个过程还是比较有意思的,先看看类图:

bubuko.com,布布扣

  那这个过程我们就用程序来表现,首先定义一个人类的总称:

  1 package com.iadmob.factoryMethod;
  2 
  3 /**
  4  * 定义一个人类的统称
  5  * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
  6  *
  7  */
  8 public interface Human {
  9     
 10     //首先定义什么是人类,人是愉快的,会笑的,本来是想用smile表示,想了一下laugn更合适,好长时间没有大笑了
 11     public void laugh();
 12     
 13     //人类还会哭,代表痛苦
 14     public void cry();
 15     
 16     //人类会说话
 17     public void talk();
 18 }
 19 
 20 然后定义具体的人种:
 21 package com.iadmob.factoryMethod;
 22 
 23 /**
 24  * 黄色人种
 25  * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
 26  *
 27  */
 28 public class YellowHuman implements Human{
 29     
 30     @Override
 31     public void cry() {
 32         System.out.println("黄色人种会哭");
 33     }
 34 
 35     @Override
 36     public void laugh() {
 37         System.out.println("黄色人种会大笑");
 38     }
 39 
 40     @Override
 41     public void talk() {
 42         System.out.println("黄色人种会说话,一般说的都是双字节");
 43     }
 44     
 45 }
 46 
 47 白色人种:
 48 package com.iadmob.factoryMethod;
 49 
 50 /**
 51  * 白色人种
 52  * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
 53  *
 54  */
 55 public class WhiteHuman implements Human{
 56 
 57     @Override
 58     public void cry() {
 59         System.out.println("白色人种会哭");
 60     }
 61 
 62     @Override
 63     public void laugh() {
 64         System.out.println("白色人种会大笑");
 65     }
 66 
 67     @Override
 68     public void talk() {
 69         System.out.println("白色人种会说话,一般都是单字节");
 70     }
 71     
 72 }
 73 
 74 黑色人种:
 75 package com.iadmob.factoryMethod;
 76 
 77 /**
 78  * 黑色人种
 79  * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
 80  *
 81  */
 82 public class BlackHuman implements Human {
 83 
 84     @Override
 85     public void cry() {
 86         System.out.println("黑人会哭");
 87     }
 88 
 89     @Override
 90     public void laugh() {
 91         System.out.println("黑人会大笑");
 92     }
 93 
 94     @Override
 95     public void talk() {
 96         System.out.println("黑人会说话,一般都人听不懂");
 97     }
 98 
 99 }
100 
101 人种也定义完毕了,那我们把八卦炉定义出来:
102 package com.iadmob.factoryMethod;
103 
104 import java.util.HashMap;
105 import java.util.List;
106 import java.util.Map;
107 import java.util.Random;
108 
109 /**
110  * 创造人类的工厂
111  * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
112  *
113  */
114 public class HumanFactory {
115     
116     //定义一个创建人类的方法
117     public static Human createHuman(Class<?> c){
118         //定义一个类型的人类
119         Human human = null;
120         try {
121              //产生一个人种
122              human = (Human)Class.forName(c.getName()).newInstance();
123         }catch(InstantiationException e){
124             System.out.println("必须指定人种的颜色");
125         }catch(IllegalAccessException e){
126             System.out.println("人种定义错误");
127         } catch (Exception e) {
128             e.printStackTrace();
129             System.out.println("指定的人种找不到");
130         }
131         return human;
132     }
133     
134 }
135 
136 然后我们再把女娲声明出来:
137 package com.iadmob.factoryMethod;
138 
139 /**
140  * 
141  * 女娲开始造人
142  * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
143  *
144  */
145 public class NvWa {
146     
147     public static void main(String[] args) {
148         try {
149             //女娲第一次造人,试验性质,少早点,火候不足,缺陷产品
150             System.out.println("\n--------造出的第一批人是这样的:白人--------");
151             Human whiteHuman = HumanFactory.createHuman(WhiteHuman.class);
152             whiteHuman.cry();
153             whiteHuman.laugh();
154             whiteHuman.talk();
155             
156             //女娲第二次造人,火候加足点,然后又出了个次品,黑人
157             System.out.println("\n--------造出的第二批人是这样的:黑人--------");
158             Human blackHuman = HumanFactory.createHuman(BlackHuman.class);
159             blackHuman.cry();
160             blackHuman.laugh();
161             blackHuman.talk();
162             
163             //第三批人了,这次火候掌握的正好
164             System.out.println("\n--------造出的第三批人是这样的:黄色人种--------");
165             Human yellowHuman = HumanFactory.createHuman(YellowHuman.class);
166             yellowHuman.cry();
167             yellowHuman.laugh();
168             yellowHuman.talk();
169         } catch (Exception e) {
170             e.printStackTrace();
171         }
172     }
173     
174 }

  这样这个世界就热闹起来了,人也有了,但是这样创建太累了,神仙也会累的,那怎么办?神仙就想了:我塞进去一团泥巴,随机出来一群人,管他是黑人、白人、黄人,只要是人就成(你看看,神仙都偷懒,何况是我们人),先修改类图:

bubuko.com,布布扣

  然后看我们的程序修改,先修改 HumanFactory.java,增加了 createHuman()方法:

 1 package com.iadmob.factoryMethod;
 2 
 3 import java.util.HashMap;
 4 import java.util.List;
 5 import java.util.Map;
 6 import java.util.Random;
 7 
 8 /**
 9  * 创造人类的工厂
10  * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
11  *
12  */
13 public class HumanFactory {
14     
15     //定义一个创建人类的方法
16     public static Human createHuman(Class<?> c){
17         //定义一个类型的人类
18         Human human = null;
19         try {
20           //产生一个人种
21           human =(Human)Class.forName(c.getName()).newInstance();
22         }catch(InstantiationException e){
23             System.out.println("必须指定人种的颜色");
24         }catch(IllegalAccessException e){
25             System.out.println("人种定义错误");
26         } catch (Exception e) {
27             e.printStackTrace();
28             System.out.println("制定的人种找不到");
29         }
30         return human;
31     }
32     
33     //女娲用一团泥巴产生啥人种就啥人种
34     public static Human createHuman(){
35         //定义一个类型的人类
36         Human human = null;
37         //首先是获得有多少个实现类,多少个人种
38         List<Class> concreteHumanList = ClassUtils.getAllClassByInterface(Human.class);
39         //开始想烧出什么人就什么人
40         Random random = new Random();
41         int rand = random.nextInt(concreteHumanList.size());
42         human = createHuman(concreteHumanList.get(rand));
43         return human;
44     }
45     
46 }

  然后看女娲是如何做的:

 1 package com.iadmob.factoryMethod;
 2 
 3 /**
 4  * 
 5  * 女娲开始造人
 6  * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
 7  *
 8  */
 9 public class NvWa {
10     
11     public static void main(String[] args) {
12         try {
13             //女娲第一次造人,试验性质,少早点,火候不足,缺陷产品
14             System.out.println("\n--------造出的第一批人是这样的:白人--------");
15             Human whiteHuman = HumanFactory.createHuman(WhiteHuman.class);
16             whiteHuman.cry();
17             whiteHuman.laugh();
18             whiteHuman.talk();
19             
20             //女娲第二次造人,火候加足点,然后又出了个次品,黑人
21             System.out.println("\n--------造出的第二批人是这样的:黑人--------");
22             Human blackHuman = HumanFactory.createHuman(BlackHuman.class);
23             blackHuman.cry();
24             blackHuman.laugh();
25             blackHuman.talk();
26             
27             //第三批人了,这次火候掌握的正好
28             System.out.println("\n--------造出的第三批人是这样的:黄色人种--------");
29             Human yellowHuman = HumanFactory.createHuman(YellowHuman.class);
30             yellowHuman.cry();
31             yellowHuman.laugh();
32             yellowHuman.talk();
33             
34             //女娲烦躁了,爱是啥人种就是啥人种
35             for(int i=0;i<100000;i++){
36                 System.out.println("\n----------随机产生人种了----------");
37                 Human human = HumanFactory.createHuman();
38                 human.cry();
39                 human.laugh();
40                 human.talk();
41             }
42         } catch (Exception e) {
43             e.printStackTrace();
44         }
45     }
46     
47 }

  哇,这个世界热闹了!,不过还没有完毕,这个程序你跑不起来,还要有这个类:

 1 package com.iadmob.factoryMethod;
 2 
 3 import java.io.File;
 4 import java.io.IOException;
 5 import java.net.URL;
 6 import java.net.URLDecoder;
 7 import java.util.ArrayList;
 8 import java.util.Enumeration;
 9 import java.util.List;
10 
11 @SuppressWarnings("all")
12 public class ClassUtils {
13 
14     //给一个接口,返回这个接口的所有实现类
15     public static List<Class> getAllClassByInterface(Class c) {
16         List<Class> returnClassList = new ArrayList<Class>();
17         //如果不是一个接口,则不做处理
18         if (c.isInterface()) {
19             //获得当前的包名
20             String packageName = c.getPackage().getName();
21             try {
22                 //获得当前包下以及子包下的所有类
23                 List<Class> allClass = getClasses(packageName);
24                 //判断是否是同一个接口
25                 for (int i = 0; i < allClass.size(); i++) {
26                     if (c.isAssignableFrom(allClass.get(i))) {
27                         if (!c.equals(allClass.get(i))) {
28                             returnClassList.add(allClass.get(i));
29                         }
30                     }
31                 }
32             } catch (ClassNotFoundException e) {
33                 e.printStackTrace();
34             } catch (IOException e) {
35                 e.printStackTrace();
36             }
37         }
38         return returnClassList;
39     }
40 
41     //从一个包中查找出所有的类,在jar包中不能查找
42     private static List<Class> getClasses(String packageName)
43             throws ClassNotFoundException, IOException {
44         ClassLoader classLoader = Thread.currentThread()
45                 .getContextClassLoader();
46         String path = packageName.replace(‘.‘, ‘/‘);
47         Enumeration<URL> resources = classLoader.getResources(path);
48         List<File> dirs = new ArrayList<File>();
49         while (resources.hasMoreElements()) {
50             URL resource = resources.nextElement();
51             dirs.add(new File(resource.getFile()));
52         }
53         ArrayList<Class> classes = new ArrayList<Class>();
54         for (File directory : dirs) {
55             classes.addAll(findClasses(directory, packageName));
56         }
57         return classes;
58     }
59 
60     private static List<Class> findClasses(File directory, String packageName)
61             throws ClassNotFoundException {
62         List<Class> classes = new ArrayList<Class>();
63         directory = new File(URLDecoder.decode(directory.getPath()));
64         if (!directory.exists()) {
65             return classes;
66         }
67         File[] files = directory.listFiles();
68         for (File file : files) {
69             if (file.isDirectory()) {
70                 assert !file.getName().contains(".");
71                 classes.addAll(findClasses(file, packageName + "."
72                         + file.getName()));
73             } else if (file.getName().endsWith(".class")) {
74                 classes.add(Class.forName(packageName
75                         + ‘.‘
76                         + file.getName().substring(0,
77                                 file.getName().length() - 6)));
78             }
79         }
80         return classes;
81     }
82 }

  完整的类图如下:

bubuko.com,布布扣

  我们来总结一下,特别是增加了 createHuman()后,是不是这个工厂的扩展性更好了?你看你要再加一个人种,只要你继续集成 Human 接口成了,然后啥都不
用修改就可以生产了,具体产多少,那要八卦炉说了算,简单工厂模式就是这么简单。

  工厂方法模式还有一个非常重要的应用,就是延迟始化(Lazy initialization),什么是延迟始化呢?一个对象初始化完毕后就不释放,等到再次用到得就不用
再次初始化了,直接从内存过中拿到就可以了,怎么实现呢,很简单,看例子:

 1 package com.iadmob.factoryMethod;
 2 
 3 import java.util.HashMap;
 4 import java.util.List;
 5 import java.util.Map;
 6 import java.util.Random;
 7 
 8 /**
 9  * 创造人类的工厂
10  * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
11  *
12  */
13 public class HumanFactory {
14     //定义一个MAP, 初始化过的Human对象都放在这里
15     private static Map<String, Human> humans = new HashMap<String,Human>();
16     
17     //定义一个创建人类的方法
18     public static Human createHuman(Class<?> c){
19         //定义一个类型的人类
20         Human human = null;
21         try {
22             //如果MAP中有,则直接从取出,不用初始化了
23             if(humans.containsKey(c.getSimpleName())){
24                 human = humans.get(c.getSimpleName());
25             }else{
26                 //产生一个人种
27                 human = (Human)Class.forName(c.getName()).newInstance();
28                 humans.put(c.getSimpleName(), human);
29             }
30         }catch(InstantiationException e){
31             System.out.println("必须指定人种的颜色");
32         }catch(IllegalAccessException e){
33             System.out.println("人种定义错误");
34         } catch (Exception e) {
35             e.printStackTrace();
36             System.out.println("制定的人种找不到");
37         }
38         return human;
39     }
40     
41     //女娲用一团泥巴产生啥人种就啥人种
42     public static Human createHuman(){
43         //定义一个类型的人类
44         Human human = null;
45         //首先是获得有多少个实现类,多少个人种
46         List<Class> concreteHumanList = ClassUtils.getAllClassByInterface(Human.class);
47         //开始想烧出什么人就什么人
48         Random random = new Random();
49         int rand = random.nextInt(concreteHumanList.size());
50         human = createHuman(concreteHumanList.get(rand));
51         return human;
52     }
53     
54 }

  这个在类初始化很消耗资源的情况比较实用,比如你要连接硬件,或者是为了初始化一个类需要准备比较多条件(参数),通过这种方式可以很好的减少项目的
复杂程度。

工厂方法模式【Factory Method Pattern】

标签:style   blog   http   color   io   ar   java   for   sp   

原文地址:http://www.cnblogs.com/initial-road/p/factory_method_pattern.html

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