三大工厂设计模式应用总结

一.题目分析
1.题目一：简单工厂模式的应用
（1）题目要求：模拟女娲造人；传入参数M，返回一个Man对象，传入参数W，返回一个Woman对象；在此实现基础上，增加一个机器人类，传入参数R，返回一个Robot对象；实现该题目要求，并且观察女娲的变化。
（2）题目应用知识点：运用简单工厂模式编程实现
2.题目二：工厂方法模式的应用
（1）题目要求：模拟不同工厂生产空调；海尔工厂生产海尔空调，美的工厂生产美的空调。
（2）题目应用知识点：运用工厂方法模式编程实现；绘制类图
3.题目三：抽象工厂模式的应用
（1）题目要求：模拟电脑硬件生产工厂生产配件；该题中生产RAM、CPU硬件设备，品牌有Mac、Pc；如下是“产品等级结构-产品族”的示意图。
（2）题目应用知识点：运用抽象工厂模式编程实现；绘制类图

二.类图设计
1.模拟女娲造人的UML类图（简单工厂模式）
在这里插入图片描述
2.模拟生产空调的UML类图（工厂方法模式）

3.模拟电脑配件生产工厂生产硬件配件类图（抽象方法模式）

三.程序实现
1.简单工厂模式应用
1.1接口

public interface IPerson {
    void printPerson();
}

1.2接口实现类
1.2.1Woman类

class Woman implements IPerson{
    @Override
    public void printPerson() {
        System.out.println("女娲造出一个女生！");
    }
}

1.2.2Man类

class Man implements IPerson{
    @Override
    public void printPerson() {
        System.out.println("女娲造出一个男生！");
    }
}

1.2.3Robot类

class Robot implements IPerson{
    @Override
    public void printPerson() {
        System.out.println("女娲娘娘造出来一个机器人！！！");
    }
}

1.3工厂类

class PersonFactory {
    public static IPerson getInstance(String type){
        IPerson person = null;
        if(type.equals("W")){
            person = new Woman();
        }else if(type.equals("M")){
            person = new Man();
        }else if(type.equals("R")){
            person = new Robot();
        }
        return person;
    }
}

1.4测试类

public class Test {

    public void createPerson(IPerson person){
        person.printPerson();
    }
    public static void main(String[] args) {
        String persontype;
        System.out.println("选择输入W或M或R：");
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        persontype = sc.nextLine();
        IPerson person = PersonFactory.getInstance(persontype);
        new Test().createPerson(person);
    }
}

2.工厂方法模式应用
2.1接口
2.1.1空调接口

public interface AirCondition {
    void printAirCondition();
}

2.1.2空调工厂接口

public interface AirConditionFactory {
    AirCondition createAirCondition();
}

2.2接口实现类
2.2.1HaierAirCondition类

class HaierAirCondition implements AirCondition{
    @Override
    public void printAirCondition() {
        System.out.println("生产一个海尔空调...");
    }
}

2.2.2MideaAirCondition类

class MideaAirCondition implements AirCondition{
    @Override
    public void printAirCondition() {
        System.out.println("生产一个美的空调...");
    }
}

2.2.3HaierFactory类

class HaierFactory implements AirConditionFactory{
    @Override
    public AirCondition createAirCondition() {
        return new HaierAirCondition();
    }
}

2.2.4MideaFactory类

class MideaFactory implements AirConditionFactory{
    public AirCondition createAirCondition() {
        return new MideaAirCondition();
    }
}

2.3测试类

public class Test {
    public void createAirCondition(AirCondition type){
        type.printAirCondition();
    }
    public static void main(String[] args) {
        AirConditionFactory airConditionFactory = new HaierFactory();
        new Test().createAirCondition(airConditionFactory.createAirCondition());
    }
}

3.抽象工厂模式应用
3.1接口
3.1.1CPU接口

public interface ICPU {
    void printCPU();
}

3.1.2RAM接口

public interface IRAM {
    void printRAM();
}

3.1.3生产工厂接口

public interface ProductionFactory {
    ICPU createCPU();
    IRAM createRAM();
}

3.2接口实现类
3.2.1MacCPU类

public class MacCPU implements ICPU {
    @Override
    public void printCPU() {
        System.out.println("This is a MacCPU!");
    }
}

3.2.2PcCPU类

public class PcCPU implements ICPU{
    @Override
    public void printCPU() {
        System.out.println("This is a PcCPU!");
    }
}

3.2.3MacRAM类

public class MacRAM implements IRAM{
    @Override
    public void printRAM() {
        System.out.println("This is a MacRAM!");
    }
}

3.2.4PcRAM类

public class PcRAM implements IRAM {
    @Override
    public void printRAM() {
        System.out.println("This is a PcRAM!");
    }
}

3.2.5MacProductionFactory类

public class MacProductionFactory implements ProductionFactory {
    @Override
    public ICPU createCPU() {
        return new MacCPU();
    }
    @Override
    public IRAM createRAM() {
        return new MacRAM();
    }
}

3.2.6PcProductionFactory类

public class PcProductionFactory implements ProductionFactory {
    @Override
    public ICPU createCPU() {
        return new PcCPU();
    }
    @Override
    public IRAM createRAM() {
        return new PcRAM();
    }
}

3.3测试类

public class Test {
    public void buyCPU(ICPU cpu){
        cpu.printCPU();
    }
    public void buyRAM(IRAM ram){
        ram.printRAM();
    }
    public static void main(String[] args) {
        Test test = new Test();
        ProductionFactory productionFactory = new MacProductionFactory();
        ICPU cpu = productionFactory.createCPU();
        IRAM ram = productionFactory.createRAM();
        test.buyCPU(cpu);
        test.buyRAM(ram);
    }
}

四.调试、测试及运行结果
1.题目一：
1.1当传入参数是W:
在这里插入图片描述
1.2当传入参数是M:

1.3当传入参数是R:

2.题目二：
2.1传入的是Haier空调对象：

2.2传入的是Midea空调对象：

3.题目三：
3.1传入的是Mac对象：

3.2 传入的是Pc对象：

五.总结
1.简单工厂模式：
（1）添加具体产品时，需要修改工厂类，违反了OCP原则；
（2）若需要添加多个具体产品时，会多次修改工厂类代码，导致工厂类体代码量不断增长，不利于日后代码维护；
（3）代码思想易于理解，代码编写简单；
2.工厂方法模式：
（1）区别于简单工厂模式，将产品类的对象实例化操作不再交给工厂类实现，而是将其交给具体的产品工厂类实现.
（2）产品拓展很方便，只需要增加对应的产品类、产品工厂类即可，不违反OCP原则；
3.抽象工厂模式：
（1）是工厂方法模式的一次拓展，它把原先的工厂方法模式中只能有一个抽象产品不能添加产品族的缺点克服了，抽象工厂模式不仅仅遵循了OCP原则，而且可以添加更多产品(抽象产品),具体工厂也不仅仅可以生成单一产品，而是生成一组产品，抽象工厂也是声明一组产品，对应扩展更加灵活；
（2）拓展族系产品很麻烦，需要修改工厂类代码；

三大工厂设计模式应用总结

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