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《设计模式》工厂方法模式

news 2025/8/18 7:00:12

1.工厂方法模式（Factory Method）定义

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。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。

1.1 UML图：

主要有4个对象：

抽象工厂（Abstract Creator）：提供一个创建产品的接口。调用者可以通过它访问具体工厂的工厂方法。
具体工厂（Concrete Creator）：继承自抽象工厂，并实现其创建对象的方法。
抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能。
具体产品（Concrete Product）：实现了抽象产品中所定义的接口，由具体工厂来创建，与同具体工厂之间是一一对应的。

2.工厂方法模式举例：

业务场景：需要实现一个商场收银系统，有四种策略，

正常结账
打折
满减
先打折再满减
简单工厂模式 -> 工厂方法模式：

简单工厂模式UML图：简单工厂 + 策略模式 + 装饰模式具体实现逻辑，见装饰模式 -> 2.装饰模式举例：
在这里插入图片描述
工厂方法模式UML:策略模式 + 装饰模式 + 工厂方法模式

2.2 核心代码：

ISale接口

public interface ISale {public double acceptCash(double price,int num);}

IFactory接口

public interface IFactory {public ISale createSalesModel(); //创建销售模式}

CashContex：

public class CashContext {private ISale cs;   //声明一个ISale接口对象//通过构造方法，传入具体的收费策略public CashContext(int cashType){IFactory fs=null;switch(cashType) {case 1://原价fs = new CashRebateReturnFactory(1d,0d,0d);break;case 2://打8折fs = new CashRebateReturnFactory(0.8d,0d,0d);break;case 3://打7折fs = new CashRebateReturnFactory(0.7d,0d,0d);break;case 4://满300返100fs = new CashRebateReturnFactory(1,300d,100d);break;case 5://先打8折,再满300返100fs = new CashRebateReturnFactory(0.8d,300d,100d);break;case 6://先满200返50，再打7折fs = new CashReturnRebateFactory(0.7d,200d,50d);break;}this.cs = fs.createSalesModel();}public double getResult(double price,int num){//根据收费策略的不同，获得计算结果return this.cs.acceptCash(price,num);}
}

CashRebateReturnFactory

public class CashRebateReturnFactory implements IFactory {private double moneyRebate = 1d;private double moneyCondition = 0d;private double moneyReturn = 0d;public CashRebateReturnFactory(double moneyRebate,double moneyCondition,double moneyReturn){this.moneyRebate=moneyRebate;this.moneyCondition=moneyCondition;this.moneyReturn=moneyReturn;}//先打x折,再满m返npublic ISale createSalesModel(){CashNormal cn = new CashNormal();CashReturn cr1 = new CashReturn(this.moneyCondition,this.moneyReturn);CashRebate cr2 = new CashRebate(this.moneyRebate);cr1.decorate(cn);   //用满m返n算法包装基本的原价算法cr2.decorate(cr1);  //打x折算法装饰满m返n算法return cr2;         //将包装好的算法组合返回}
}

CashReturnRebateFactory

public class CashReturnRebateFactory implements IFactory {private double moneyRebate = 1d;private double moneyCondition = 0d;private double moneyReturn = 0d;public CashReturnRebateFactory(double moneyRebate,double moneyCondition,double moneyReturn){this.moneyRebate=moneyRebate;this.moneyCondition=moneyCondition;this.moneyReturn=moneyReturn;}//先满m返n,再打x折public ISale createSalesModel(){CashNormal cn2 = new CashNormal();CashRebate cr3 = new CashRebate(this.moneyRebate);CashReturn cr4 = new CashReturn(this.moneyCondition,this.moneyReturn);cr3.decorate(cn2);  //用打x折算法包装基本的原价算法cr4.decorate(cr3);  //满m返n算法装饰打x折算法return cr4;         //将包装好的算法组合返回}
}

CashSuper

public class CashSuper implements ISale {protected ISale component;//装饰对象public void decorate(ISale component) {this.component=component;}public double acceptCash(double price,int num){double result = 0d;if (this.component != null){//若装饰对象存在，则执行装饰的算法运算result = this.component.acceptCash(price,num);    }return result;}
}

CashReturn

public class CashReturn extends CashSuper {private double moneyCondition = 0d; //返利条件private double moneyReturn = 0d;    //返利值//返利收费。初始化时需要输入返利条件和返利值。//比如“满300返100”，就是moneyCondition=300,moneyReturn=100public CashReturn(double moneyCondition,double moneyReturn){this.moneyCondition = moneyCondition;this.moneyReturn = moneyReturn;}//计算收费时，当达到返利条件，就原价减去返利值public double acceptCash(double price,int num){double result = price * num;if (moneyCondition>0 && result >= moneyCondition)result = result - Math.floor(result / moneyCondition) * moneyReturn; return super.acceptCash(result,1);   }}

CashRebate

public class CashRebate extends CashSuper {private double moneyRebate = 1d;//打折收费。初始化时必需输入折扣率。八折就输入0.8public CashRebate(double moneyRebate){this.moneyRebate = moneyRebate;}//计算收费时需要在原价基础上乘以折扣率public double acceptCash(double price,int num){double result = price * num * this.moneyRebate;return super.acceptCash(result,1);}}

CashNormal

public class CashNormal implements ISale {//正常收费，原价返回public double acceptCash(double price,int num){return price * num; }    
}

DemoTest

public class Demotest {public static void main(String[] args){System.out.println("**********************************************");System.out.println("工厂方法模式");System.out.println();int discount = 0; 		//商品折扣模式double price = 0d; 		//商品单价int num = 0;			//商品购买数量double totalPrices = 0d;//当前商品合计费用double total = 0d;		//总计所有商品费用Scanner sc = new Scanner(System.in);do {System.out.println("商品折扣模式如下:");System.out.println("1.正常收费");System.out.println("2.打八折");System.out.println("3.打七折");System.out.println("4.满300送100");System.out.println("5.先打8折，再满300送100");System.out.println("6.先满200送50，再打7折");System.out.println("请输入商品折扣模式:");discount = Integer.parseInt(sc.nextLine());System.out.println("请输入商品单价：");price = Double.parseDouble(sc.nextLine());System.out.println("请输入商品数量：");num = Integer.parseInt(sc.nextLine());System.out.println();if (price>0 && num>0){//根据用户输入，将对应的策略对象作为参数传入CashContext对象中CashContext cc = new CashContext(discount);//通过Context的getResult方法的调用，可以得到收取费用的结果//让具体算法与客户进行了隔离totalPrices = cc.getResult(price,num);total = total + totalPrices;System.out.println();System.out.println("单价："+ price + "元 数量："+ num +" 合计："+ totalPrices +"元");System.out.println();System.out.println("总计："+ total+"元");System.out.println();}}while(price>0 && num>0);System.out.println();System.out.println("**********************************************");}
}

输出结果：
在这里插入图片描述

3. 工厂方法模式的优缺点；

优点：
- 可以避免创建者和具体产品之间的紧密耦合，针对工厂接口编程，而并非具体实现类。
- 单一职责原则。可以将产品创建代码放在程序的单一位置，从而使得代码更容易维护。
- 开闭原则。无需更改现有客户端代码，就可以在程序中引入新的产品类型。
缺点：
- 每增加一个产品就要增加一个具体产品类和一个对应的具体工厂类，增加了系统的复杂度。