《工厂方法模式》课件

工厂方法模式工厂方法模式是一种创造型设计模式它定义了一个创建对象的接口但,,让子类决定实例化哪个类这使得一个类的实例化延迟到子类进行什么是工厂方法模式定义特点工厂方法模式是一种创建型工厂方法模式将对象的创建设计模式用于在父类中提推迟到子类使得子类可以,,供一个创建对象的接口让重写工厂方法来决定应该实,子类决定实例化哪一个类例化哪个具体类目的通过使用工厂方法模式可以将具体创建对象的过程封装在子类,中从而实现解耦和可扩展性,工厂方法模式的定义定义核心思想工厂方法模式是一种创造型设计模式将对象的创建过程封装起来将创建对,,它定义了一个用于创建对象的接口但象的具体实现延迟到子类中进行,让子类决定实例化哪个类应用场景优势在不知道对象具体类型的情况下需要可以让使用者将对象的创建过程从具,创建对象的时候可以使用工厂方法模体实现中解耦从而提高了灵活性和扩,,式展性工厂方法模式的核心角色产品生产者产品创建者具体产品客户端定义创建产品对象的方法实声明创建产品对象的抽象方实现由产品生产者创建的具通过产品创建者的抽象接口,现具体的创建逻辑法由具体的子类实现体产品对象来创建产品无需关注具体的,,创建逻辑工厂方法模式的优点高内聚低耦合扩展性强增加新的产品种类符合开闭原则工厂方法模式将创建对象在工厂方法模式中，当需在不修改现有代码的情况工厂方法模式遵循开闭原的代码从使用对象的代码要创建新的产品时，只需下，可以很容易地增加新则，对扩展开放但对修改中分离出来，使系统的耦要添加新的具体工厂类即的产品种类这是因为工关闭这使得系统更加灵合度降低，提高了系统的可，不需要修改现有代码厂方法模式将产品的创建活和可维护灵活性和可维护性这大大提高了系统的扩展封装在具体工厂类中性工厂方法模式的缺点复杂性增加引入了许多抽象类和接口,增加了整体的复杂性和系统设计难度性能损失每次创建产品对象时,都需要调用工厂方法,造成一定性能损耗维护成本高每增加一种产品,都需要相应增加一个工厂子类,这增加了系统的维护难度工厂方法模式的适用场景灵活性可扩展性工厂方法模式允许在不修改客户端通过添加新的具体工厂和具体产品,代码的情况下创建不同类型的产品工厂方法模式可以轻松地扩展系统对象这提供了极大的灵活性功能解耦合对象创建工厂方法模式将产品的创建从客户工厂方法模式专门用于对象创建可,端中解耦提高了代码的可维护性和以有效地管理对象的生命周期,可测试性工厂方法模式的简单实现创建抽象工厂1定义一个抽象类或接口作为工厂基类，声明生产产品的抽象方法实现具体工厂2创建具体工厂类，继承或实现抽象工厂，重写生产方法以生产特定类型的产品生产产品3在客户端代码中创建具体工厂实例，并调用生产方法来获取所需的产品实例工厂方法模式的复杂实现多个工厂方法1一个工厂类中包含多个不同的创建实例的方法工厂方法参数化2通过构造参数来决定创建哪种类型的实例抽象工厂模式3使用多个工厂方法来创建一系列相关的对象工厂方法模式的复杂实现涉及多个层次的设计包括一个工厂类中包含多个不同的创建实例的方法通过构造参数来决,:1,2定创建哪种类型的实例使用多个工厂方法来创建一系列相关的对象即抽象工厂模式这样的实现方式能够应对更复杂的,3,需求场景提高代码的灵活性和可扩展性,工厂方法模式与其他模式的关系与单例模式的关系与抽象工厂模式的关系12工厂方法模式可以结合单抽象工厂模式是工厂方法例模式使用创建唯一的实模式的扩展提供了创建一,,例对象系列相关对象的能力与模板方法模式的关系与策略模式的关系34两者都使用继承和抽象类两者都通过封装变化实现实现可扩展的设计但工厂灵活性但策略模式更注重,,方法模式更注重对象的创算法的替换建工厂方法模式在中的应用real world工厂方法模式广泛应用于现实世界中各种软件系统的设计和开发中如在电商、金融、医疗等领域，工厂方法模式被用来创建不同类型的产品对象如支付方式、投资组合、,疾病诊断等它提高了系统的灵活性和可扩展性使得产品,的创建过程与具体实现分离降低了耦合度,单例模式与工厂方法模式的异同创建对象的方式代码结构使用场景单例模式保证一个类只有一个实例而单例模式的代码结构相对简单而工厂单例模式适用于需要全局访问的组件,,,工厂方法模式则可以创建多个不同的方法模式的代码结构更复杂需要实现而工厂方法模式适用于需要创建不同,对象实例多个工厂类类型对象的场景抽象工厂模式与工厂方法模式的区别抽象工厂模式工厂方法模式区别抽象工厂模式提供一个创建一系列相工厂方法模式定义了一个创建对象的•抽象工厂更加抽象和通用，工关或相互依赖对象的接口，而不需要接口，让子类决定实例化哪一个类厂方法更加具体和灵活指定它们的具体类工厂方法把实例化推迟到子类•抽象工厂有多个工厂方法，工厂方法只有一个•抽象工厂创建一系列相关产品，工厂方法创建单一产品•抽象工厂更适用于跨平台、跨系统的产品族，工厂方法更适用于具体产品的创建工厂方法模式的扩展抽象工厂模式服务定位器模式抽象工厂模式是工厂方法模服务定位器模式是工厂方法式的扩展它提供了创建一系模式的变体它动态地获取所,,列相关或相互依赖对象的接需的工厂实例而不是在编译,口时确定依赖注入模式Builder依赖注入是工厂方法模式的模式是工厂方法模式的Builder一种形式它将对象的创建和另一种变体它提供了一种构,,使用分离增加了灵活性和可建复杂对象的流畅接口,测试性工厂方法模式的练习题为了更好地理解工厂方法模式的原理和应用这里提供了一些练习题帮,,助您深入掌握这一设计模式练习题包括模拟实现产品工厂、设计可扩展的工厂结构、优化工厂与产品的耦合关系等内容涵盖了工厂方法,模式的核心概念和常见使用场景通过这些练习您将能够灵活运用工,厂方法模式设计出可维护、可扩展的面向对象软件系统,工厂方法模式的使用限制领域局限性创建开销大工厂方法模式主要适用于产品种类稳每个具体工厂类都需要实现工厂方法,定的场景不适用于频繁变更产品类型这会增加系统的复杂度和开发成本,的领域代码冗余扩展障碍如果产品类型较少则会出现大量相似新增产品类型时需要修改工厂类及客,,的工厂实现代码增加维护难度户端代码违背开闭原则,,工厂方法模式的代码示例工厂方法模式的代码实现通常包括三个核心角色抽象工厂类、具体工:厂类和产品类抽象工厂类定义了创建产品的接口具体工厂类实现了,该接口产品类是工厂方法模式创建的对象通过这种松耦合的设计可,,以灵活地增加新的产品类而不需要修改现有代码下面是一个简单的工厂方法模式的代码示例展示了如何创建不同类型,的汽车:工厂方法模式的设计原则开闭原则依赖倒置原则里氏替换原则单一职责原则类应该对扩展开放对修改封高层模块不应该依赖于低层子类型必须能够替换其基类一个类应该仅有一个引起它,闭提供可扩展的接口使得模块二者都应该依赖于抽象型确保产品创建过程中的变更的原因工厂类负责产,,新的产品类型能够轻松添加接口抽象不应该依赖于具多态性提高系统的灵活性品的创建不应该承担其他职,,体实现责工厂方法模式的使用时机复杂对象创建松耦合设计对于创建复杂对象的过程很复杂工厂方法模式将对象的创建与使且有多个变化的情况下可以使用用解耦提高了代码的可维护性和,,工厂方法模式灵活性子类扩展多种产品选择新增产品族时可以通过增加新的当系统中需要根据不同的条件创,具体工厂类来扩展系统而无需修建不同的产品时可以使用工厂方,,改原有代码法模式工厂方法模式与开闭原则开闭原则工厂方法模式软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放对修改关工厂方法模式通过定义一个创建对象的接口让子类决定实,,闭应当提供可扩展的接口以便在不修改原有代码的情况例化哪一个类这使得代码更加灵活和可扩展,下添加新功能工厂方法模式与里氏替换原则里氏替换原则工厂方法模式的遵循12里氏替换原则指子类可以工厂方法模式通过将创建替换父类而不影响程序的对象的过程延迟到子类中正确性来实现里氏替换原则灵活的替换扩展性良好34在工厂方法模式中，客户工厂方法模式通过遵循里端可以灵活地替换不同的氏替换原则使得系统具有,具体工厂类来创建不同的良好的扩展性产品对象工厂方法模式与依赖倒置原则依赖倒置原则工厂方法模式的实现依赖倒置原则是指高层模块不应该依赖于低层模块两者都工厂方法模式通过使用抽象工厂和具体工厂的方式来实现,应该依赖于抽象抽象不应该依赖于实现实现应该依赖于依赖倒置原则高层模块客户端只依赖于抽象工厂而不,,抽象依赖于具体的实现工厂方法模式与接口隔离原则接口隔离原则松耦合设计扩展性和灵活性接口隔离原则要求系统中的接口应该工厂方法模式通过将创建对象的过程工厂方法模式可以很好地应对需求变尽可能小只包含客户端需要的方法不与使用对象的过程分离实现了较好的化通过增加新的具体工厂类来扩展系,,,,应该强迫客户依赖于他们不需要的方松耦合设计符合接口隔离原则统符合开闭原则,,法工厂方法模式的最佳实践保持单一职责合理使用接口12工厂类应该只负责创建产通过抽象接口来定义工厂品对象不应该包含其他业和产品增加代码的灵活性,,务逻辑和可扩展性优先使用创建者模式提供良好的命名34在特定场景下创建者模式明确的命名能够提高代码,可以更好地控制对象的创的可读性和可维护性建过程工厂方法模式在开发中的应用web在开发领域工厂方法模式被广泛应用于构建可扩展和灵活的应web,web用程序它帮助开发者创建不同类型的组件如页面模板、部件和web,UI服务端逻辑而无需直接与具体的实现细节打交道,工厂方法模式允许开发者根据不同的需求和场景动态创建合适的web,组件这有助于提高应用的可维护性和可扩展性同时降低开发web web,和测试的复杂度工厂方法模式在移动开发中的应用在移动开发中工厂方法模式在创建不同类型的移动应用组,件上扮演着重要的角色它可以帮助我们灵活地创建各种界面元素、网络请求处理器、数据库操作类等从而提高代,码的可维护性和可扩展性通过工厂方法模式移动应用的各个模块可以独立开发和测,试大大提高开发效率同时该模式也便于应对不同手机系,,统和屏幕尺寸的需求变化工厂方法模式在游戏开发中的应用在游戏开发中工厂方法模式被广泛应用它可以帮助开发,者创建不同类型的游戏对象如角色、武器、道具等而无需,,关注对象的具体实现细节这种灵活性和可扩展性使游戏开发更加高效和可维护工厂方法模式还能简化游戏引擎的设计将对象的创建过程,与使用过程分离提高代码的复用性和可测试性,工厂方法模式在大数据开发中的应用在大数据领域大量的数据源和不同的处理需求要求具备灵活可扩展的,架构工厂方法模式能够有效地解决这一问题通过将具体的数据处理,实现与抽象的处理接口分离实现了高度的可扩展性,例如在生态中各种数据源、等和数据处理组件,Hadoop,HDFS HBase、等都可以通过工厂方法模式进行集成和扩展满足不MapReduce Spark,同的业务需求同时还能够更好地实现单一职责原则和依赖倒置原则,总结和问答环节总结回顾问题解答回顾我们在课程中学习到的工厂方法针对大家提出的问题进行深入探讨让,模式的定义、特点、优缺点以及适用大家更好地理解和掌握工厂方法模式场景的实际应用实践分享未来展望邀请有实际开发经验的专家分享如何展望工厂方法模式在未来软件开发中在中应用工厂方法模式解决的发展趋势和创新应用real world实际问题。