设计模式之java源码-工厂方法模式

工厂方法模式

8.1 女娲造人的故事

东汉《风俗通》记录了一则神话故事：“开天辟辟，未有人民，女娲搏，黄土作人……”，讲述的内容就是大家非常熟悉的女娲造人的故事。开天辟地之初，大地上并没有生物，只有苍茫大地，纯粹而洁净的自然环境，寂静而又寂寞，于是女娲决定创造一个新物种（即人类）来增加世界的繁荣，怎么制造呢？

别忘了女娲是神仙，没有办不到的事情，造人的过程是这样的：首先，女娲采集黄土捏成人的形状，然后放到八卦炉中烧制，最后放置到大地上生长，工艺过程是没有错的，但是意外随时都会发生：

第一次烤泥人，兹兹兹兹，感觉应该熟了，往大地上一放，哇，没烤熟！于是一个白人诞生了！（这也是缺乏经验的最好证明）

第二次烤泥人，兹兹兹兹兹兹兹兹，上一次没烤熟，这次多烤一会儿，放到世间一看，嘿，熟过头了，于是黑人诞生了！

第三次烤泥人，兹~~兹~~兹~~，一边烧制一边察看，直到表皮微黄，嘿，真正好，于是黄色人种出现了！

这个造人过程是比较有意思的，是不是可以通过软件开发来实现这个过程呢？古人云“三人行，必有我师焉”，在面向对象的思维中，万物皆对象，是对象我们就可以通过软件设计来实现。首先对造人过程进行分析，该过程涉及三个对象：女娲、八卦炉、三种不同肤色的人，女娲可以使用场景类Client来表示，八卦炉类似于一个工厂，负责制造生产产品（即人类）：三种不同肤色的人，他们都是同一个接口下的不同实现类，都是人嘛，只是肤色、语言不同，对于八卦炉来说都是它生产出的产品。分析完毕，我们就可以画出如图8-1所示类图。

图8-1 女娲造人类图

类图比较简单，AbstractHumanFactory是一个抽象类，定义了一个八卦炉都具有的整体功能，HumanFactory为实现类，完成具体的任务：创建人类；Human接口是人类的总称，其三个实现类分别为三类人种；NvWa类是一个场景类，负责模拟这个场景，执行相关的任务。

我们定义的每个人种都有两个方法：getColor（获得人的皮肤颜色）和talk(交谈)，其源代码如代码清单8-1所示。

代码清单8-1 人类总称

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public interface Human {   //每个人种的皮肤都有相应的颜色   public void getColor();   //人类会说话   public void talk();   }

接口Human是对人类的总称，每个人种都至少具有两个方法，黑色人种、黄色人种、白色人种的代码分别如代码清单8-2、8-3、8-4所示。

代码清单8-2 黑色人种

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public class BlackHuman implements Human {   public void getColor(){   System.out.println("黑色人种的皮肤颜色是黑色的！");   }   public void talk() {   System.out.println("黑人会说话，一般人听不懂。");   }   }

代码清单8-3 黄色人种

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public class YellowHuman implements Human {   public void getColor(){   System.out.println("黄色人种的皮肤颜色是黄色的！");   }   public void talk() {   System.out.println("黄色人种会说话，一般说的都是双字节。");   }   }

代码清单8-4 白色人种

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public class WhiteHuman implements Human {   public void getColor(){   System.out.println("白色人种的皮肤颜色是白色的！");   }   public void talk() {   System.out.println("白色人种会说话，一般都是但是单字节。");   }   }

所有的人种定义完毕，下一步就是定义一个八卦炉，然后烧制人类。我们想象一下，女娲最可能给八卦炉下达什么样的生产命令呢？应该是“给我生产出一个黄色人种(YellowHuman类)”,而不会是“给我生产一个会走、会跑、会说话、皮肤是黄色的人种”，因为这样的命令增加了交流的成本，作为一个生产的管理者，只要知道生产什么就可以了，而不需要事物的具体信息。通过分析，我们发现八卦炉生产人类的方法输入参数类型应该是Human接口的实现类，这也解释了为什么类图上的AbstractHumanFactory抽象类中createHuman方法的参数为Class类型。其源代码如代码清单8-5所示。

代码清单8-5 抽象人类创建工厂

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public abstract class AbstractHumanFactory {   public abstract Human createHuman(Class<? extends Human> c);   }

注意，我们在这里采用了JDK 1.5的新特性：泛型（Generic），通过定义泛型对createHuman的输入参数产生两层限制：

• 必须是Class类型；
• 必须是Human的实现类；

其中的“?”表示的是，只要实现了Human接口的类都可以作为参数，泛型是JDK 1.5中的一个非常重要的新特性，它减少了对象间的转换，约束其输入参数类型,对Collection集合下的实现类都可以定义泛型。有关泛型详细知识，请参考相关的Java语法文档。

目前女娲只有一个八卦炉，其实现了生产人类的方法，如代码清单8-6所示。

代码清单8-6 人类创建工厂

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public class HumanFactory extends AbstractHumanFactory {   public Human createHuman(Class<? extends Human> c){   //定义一个生产的人种   Human human=null;   try {   //产生一个人种   human = (Human)Class.forName(c.getName()).newInstance();   } catch (Exception e) {   System.out.println("人种生成错误！");   }   return human;   }   }

人种有了，八卦炉也有了，剩下的工作就是女娲采集黄土，然后命令八卦炉开始生产，其过程如代码清单8-7所示。

代码清单8-7 女娲类

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public class NvWa {   public static void main(String[] args) {   //声明阴阳八卦炉   AbstractHumanFactory YinYangLu = new HumanFactory();   //女娲第一次造人，火候不足，缺陷产品   System.out.println("--造出的第一批人是白色人种--");   Human whiteHuman = YinYangLu.createHuman(WhiteHuman.class);   whiteHuman.getColor();   whiteHuman.talk();   //女娲第二次造人，火候过足，又是次品，   System.out.println("\n--造出的第二批人是黑色人种--");   Human blackHuman = YinYangLu.createHuman(BlackHuman.class);   blackHuman.getColor();   blackHuman.talk();   //第三次造人，火候刚刚好，优品！黄色人种   System.out.println("\n--造出的第三批人是黄色人种--");   Human yellowHuman = YinYangLu.createHuman(YellowHuman.class);   yellowHuman.getColor();   yellowHuman.talk();   }   }