设计模式之美
王争
前Google工程师,《数据结构与算法之美》专栏作者
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开篇词 (1讲)
开篇词 | 一对一的设计与编码集训,让你告别没有成长的烂代码!
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设计模式学习导读 (3讲)
01 | 为什么说每个程序员都要尽早地学习并掌握设计模式相关知识?
02 | 从哪些维度评判代码质量的好坏?如何具备写出高质量代码的能力?
03 | 面向对象、设计原则、设计模式、编程规范、重构,这五者有何关系?
设计原则与思想:面向对象 (11讲)
04 | 理论一:当谈论面向对象的时候,我们到底在谈论什么?
05 | 理论二:封装、抽象、继承、多态分别可以解决哪些编程问题?
06 | 理论三:面向对象相比面向过程有哪些优势?面向过程真的过时了吗?
07 | 理论四:哪些代码设计看似是面向对象,实际是面向过程的?
08 | 理论五:接口vs抽象类的区别?如何用普通的类模拟抽象类和接口?
09 | 理论六:为什么基于接口而非实现编程?有必要为每个类都定义接口吗?
10 | 理论七:为何说要多用组合少用继承?如何决定该用组合还是继承?
11 | 实战一(上):业务开发常用的基于贫血模型的MVC架构违背OOP吗?
12 | 实战一(下):如何利用基于充血模型的DDD开发一个虚拟钱包系统?
13 | 实战二(上):如何对接口鉴权这样一个功能开发做面向对象分析?
14 | 实战二(下):如何利用面向对象设计和编程开发接口鉴权功能?
设计原则与思想:设计原则 (12讲)
15 | 理论一:对于单一职责原则,如何判定某个类的职责是否够“单一”?
16 | 理论二:如何做到“对扩展开放、修改关闭”?扩展和修改各指什么?
17 | 理论三:里式替换(LSP)跟多态有何区别?哪些代码违背了LSP?
18 | 理论四:接口隔离原则有哪三种应用?原则中的“接口”该如何理解?
19 | 理论五:控制反转、依赖反转、依赖注入,这三者有何区别和联系?
20 | 理论六:我为何说KISS、YAGNI原则看似简单,却经常被用错?
21 | 理论七:重复的代码就一定违背DRY吗?如何提高代码的复用性?
22 | 理论八:如何用迪米特法则(LOD)实现“高内聚、松耦合”?
23 | 实战一(上):针对业务系统的开发,如何做需求分析和设计?
24 | 实战一(下):如何实现一个遵从设计原则的积分兑换系统?
25 | 实战二(上):针对非业务的通用框架开发,如何做需求分析和设计?
26 | 实战二(下):如何实现一个支持各种统计规则的性能计数器?
设计原则与思想:规范与重构 (11讲)
27 | 理论一:什么情况下要重构?到底重构什么?又该如何重构?
28 | 理论二:为了保证重构不出错,有哪些非常能落地的技术手段?
29 | 理论三:什么是代码的可测试性?如何写出可测试性好的代码?
30 | 理论四:如何通过封装、抽象、模块化、中间层等解耦代码?
31 | 理论五:让你最快速地改善代码质量的20条编程规范(上)
32 | 理论五:让你最快速地改善代码质量的20条编程规范(中)
33 | 理论五:让你最快速地改善代码质量的20条编程规范(下)
34 | 实战一(上):通过一段ID生成器代码,学习如何发现代码质量问题
35 | 实战一(下):手把手带你将ID生成器代码从“能用”重构为“好用”
36 | 实战二(上):程序出错该返回啥?NULL、异常、错误码、空对象?
37 | 实战二(下):重构ID生成器项目中各函数的异常处理代码
设计原则与思想:总结课 (3讲)
38 | 总结回顾面向对象、设计原则、编程规范、重构技巧等知识点
39 | 运用学过的设计原则和思想完善之前讲的性能计数器项目(上)
40 | 运用学过的设计原则和思想完善之前讲的性能计数器项目(下)
设计模式与范式:创建型 (5讲)
41 | 单例模式(上):为什么说支持懒加载的双重检测不比饿汉式更优?
42 | 单例模式(中):我为什么不推荐使用单例模式?又有何替代方案?
43 | 单例模式(下):如何设计实现一个集群环境下的分布式单例模式?
44 | 工厂模式(上):我为什么说没事不要随便用工厂模式创建对象?
45 | 工厂模式(下):如何设计实现一个Dependency Injection框架?
不定期加餐 (3讲)
加餐一 | 用一篇文章带你了解专栏中用到的所有Java语法
加餐二 | 设计模式、重构、编程规范等相关书籍推荐
春节特别加餐 | 王争:如何学习《设计模式之美》专栏?
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44 | 工厂模式(上):我为什么说没事不要随便用工厂模式创建对象?

王争 2020-02-12
上几节课我们讲了单例模式,今天我们再来讲另外一个比较常用的创建型模式:工厂模式(Factory Design Pattern)。
一般情况下,工厂模式分为三种更加细分的类型:简单工厂、工厂方法和抽象工厂。不过,在 GoF 的《设计模式》一书中,它将简单工厂模式看作是工厂方法模式的一种特例,所以工厂模式只被分成了工厂方法和抽象工厂两类。实际上,前面一种分类方法更加常见,所以,在今天的讲解中,我们沿用第一种分类方法。
在这三种细分的工厂模式中,简单工厂、工厂方法原理比较简单,在实际的项目中也比较常用。而抽象工厂的原理稍微复杂点,在实际的项目中相对也不常用。所以,我们今天讲解的重点是前两种工厂模式。对于抽象工厂,你稍微了解一下即可。
除此之外,我们讲解的重点也不是原理和实现,因为这些都很简单,重点还是带你搞清楚应用场景:什么时候该用工厂模式?相对于直接 new 来创建对象,用工厂模式来创建究竟有什么好处呢?
话不多说,让我们正式开始今天的学习吧!

简单工厂(Simple Factory)

首先,我们来看,什么是简单工厂模式。我们通过一个例子来解释一下。
在下面这段代码中,我们根据配置文件的后缀(json、xml、yaml、properties),选择不同的解析器(JsonRuleConfigParser、XmlRuleConfigParser……),将存储在文件中的配置解析成内存对象 RuleConfig。
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精选留言(20)

  • 逍遥思
    复杂度无法被消除,只能被转移:

    - 不用工厂模式,if-else 逻辑、创建逻辑和业务代码耦合在一起
    - 简单工厂是将不同创建逻辑放到一个工厂类中,if-else 逻辑在这个工厂类中
    - 工厂方法是将不同创建逻辑放到不同工厂类中,先用一个工厂类的工厂来来得到某个工厂,再用这个工厂来创建,if-else 逻辑在工厂类的工厂中
    2020-02-12
    10
  • 麦可
    我把Head First的定义贴过来,方便大家理解总结

    工厂方法模式:定义了一个创建对象的接口,但由子类决定要实例化的类是哪一个。工厂方法让类把实例化推迟到子类

    抽象工厂模式:提供一个接口,用于创建相关或依赖对象的家族,而不需要明确指定具体类
    2020-02-12
    1
    8
  • 失火的夏天
    对象每次都要重用,也可以用map缓存,不过value要改成全类名,通过反射来创建对象,这样每次都是一个新的类了,除非那个类被设计成禁止反射调用。
    2020-02-12
    4
  • 勤劳的明酱
    那Spring的BeanFactory实际上使用的是简单工厂模式 + 单例模式对吧,如果是工厂模式那就是使用ObjectFactory和FactoryBean来实现。第三方的复杂bean的初始化使用工厂模式,对于普通的bean统一处理,虽然复杂但没必要使用工厂。
    2020-02-12
    3
  • 陈波
    一、三种工厂模式
      1. 简单工厂(Simple Factory)
        使用场景:
          a. 当每个对象的创建逻辑都比较简单的时候,将多个对象的创建逻辑放到一个工厂类中。
        实现:
          a. if else 创建不同的对象。
          b. 用单例模式 + 简单工厂模式结合来实现。
      2. 工厂方法(Factory Method)
        使用场景:
          a. 当每个对象的创建逻辑都比较复杂的时候,为了避免设计一个过于庞大的简单工厂类时,将创建逻辑拆分得更细,每个对象的创建逻辑独立到各自的工厂类中。
          b. 避免很多 if-else 分支逻辑时。
        实现:
          a. 定义相应的ParserFactory接口,每个工厂定义一个实现类。这种方式使用会有多个if else 让使用更加复杂。
          b. 创建工厂的工厂来,此方案可以解决上面的问题。
      3. 抽象工厂(Abstract Factory)- 不常用
        使用场景:
          a. 有多种分类方式,如方式要用一套工厂方法,方式二要用一套工厂方法,详见原文例子。
        实现:
          让一个工厂负责创建多个不同类型的对象(IRuleConfigParser、ISystemConfigParser 等),而不是只创建一种 parser 对象。

    二、例子
      刚好最近有这方面的应用场景,主要使用了 单例模式 + 工厂模式 + 策略模式,用于解化多过的if else的复杂性。

    public class OrderOperateStrategyFactory {
        /**
         * 消费类型和策略对象映射。
         */
        private Map<CheckoutType, OrderOperateStrategy> map;

        /**
         * 构造策略列表。
         */
        private OrderOperateStrategyFactory() {
            List<OrderOperateStrategy> list = new ArrayList<>();
            list.add(SpringContextHolder.getBean(ConsumptionOrderOperateStrategy.class));
            list.add(SpringContextHolder.getBean(GroupServiceOrderOperateStrategy.class));
            //...
            map = list.stream().collect(Collectors.toMap(OrderOperateStrategy::getCheckoutType, v -> v));
        }

        /**
         * 通过消费类型获取订单操作策略。
         *
         * @param checkoutType 消费类型
         * @return 订单损我策略对象
         */
        public OrderOperateStrategy get(CheckoutType checkoutType) {
            return map.get(checkoutType);
        }

        /**
         * 静态内部类单例对象。
         */
        private static class Holder {
            private static OrderOperateStrategyFactory INSTANCE = new OrderOperateStrategyFactory();
        }

        /**
         * 获取订单操作策略工厂类实例。
         *
         * @return 单例实例。
         */
        public static OrderOperateStrategyFactory getInstance() {
            return Holder.INSTANCE;
        }
    }

    使用:
    OrderOperateStrategy strategy = OrderOperateStrategyFactory.getInstance().get(checkoutType);
    strategy.complete(orderId);
    2020-02-13
    2
  • 唐龙
    试着把代码翻译成了C++语言,应该算是搞懂了(以前只会单例)。目前没写过特别复杂的项目,简单工厂对我个人来说够用了。
    2020-02-12
    1
  • 小晏子
    java.text.NumberFormat是使用工厂模式实现的,它可以根据特定的区域设置格式化数字,这个类设置成工厂模式是因为全世界有很多不同的区域,有很多不同的数字表示法,所有从开闭原则角度,用工厂模式实现可以方便的增加对不同区域数字转换的支持。
    使用静态方法创建对象首先可以使得创建对象的方法名字更有意义,使用者看到方法名就知道什么意思了,提高了代码的可读性。其次使用静态方法创建对象可以重复使用事先创建好的对象,最后使用静态工厂方法可以返回原返回类型的任何子类对象,更灵活。使用Calander#getInstance, NumberFormat这种工具类的静态工厂方法一般是不会影响到可测试性的, 另外使用文中Parser的例子的静态方法也不会有影响,暂时没想到会有影响的例子。
    2020-02-12
    1
  • 桂城老托尼
    很喜欢最后的这几个总结。 感谢分享!
    封装变化:创建逻辑有可能变化,封装成工厂类之后,创建逻辑的变更对调用者透明。
    代码复用:创建代码抽离到独立的工厂类之后可以复用。
    隔离复杂性:封装复杂的创建逻辑,调用者无需了解如何创建对象。
    控制复杂度:将创建代码抽离出来,让原本的函数或类职责更单一,代码更简洁。
    2020-02-15
  • 相逢是缘
    打卡
    三种工厂模式
    一、简单工厂模式
    使用场景:
    1)代码中存在 if-else 分支判断,动态地根据不同的类型创建不同的对象。同时,对象的创建也不复杂。
    实现方式:
    1)使用if else逻辑进行创建
    2)当对象可以复用的时候,可以使用单例模式+工厂模式组合

    二、工厂方法模式
    使用场景:
    1)尽管我们不需要根据不同的类型创建不同的对象,但是,单个对象本身的创建过程比较复杂。
    2)在某些场景下,如果对象不可复用,那工厂类每次都要返回不同的对象。又想去除过多的if-else分支
    实现方式:
    1)定义相应的Factory接口,为每个工厂定义一个实现类。
    2)之后定义工厂的工厂,把这些Factory实现类放到一个简单工厂类中

    三、 抽象工厂(Abstract Factory)- 不常用

    判断要不要使用工厂模式的标准
    一、封装变化:创建逻辑有可能变化,封装成工厂类之后,创建逻辑的变更对调用者透明。
    二、代码复用:创建代码抽离到独立的工厂类中可以复用
    三、隔离复杂性:可以封装复杂的创建逻辑
    四、控制复杂度:将创建代码抽离出来,让原本的函数或是类职责更单一,代码更简洁
    2020-02-15
  • L🚲🐱
    课堂讨论: 2. 实际上,简单工厂模式还叫作静态工厂方法模式(Static Factory Method Pattern)。之所以叫静态工厂方法模式,是因为其中创建对象的方法是静态的。那为什么要设置成静态的呢?设置成静态的,在使用的时候,是否会影响到代码的可测试性呢?
    答: 设置成静态的是方便调用者调用, 同时, 静态方法在编译时就绑定了, 它是全局的, 有利于资源利用, 节省开销
    2020-02-15
  • 风羽星泉
    老师文章中提到的“工厂的工厂”,真是眼前一亮。
    2020-02-14
  • Jxin
    分歧:
    1.文中说,创建对象不复杂的情况下用new,复杂的情况用工厂方法。这描述没问题,但工厂方法除了处理复杂对象创建这一职责,还有增加扩展点这优点。工厂方法,在可能有扩展需求,比如要加对象池,缓存,或其他业务需求时,可以提供扩展的地方。所以,除非明确确定该类只会有简单数据载体的职责(值对象),不然建议还是用工厂方法好点。new这种操作是没有扩展性的。

    回答问题:
    2.工厂方法要么归于类,要么归于实例。如果归于实例,那么第一个实例怎么来?而且实例创建出另一个实例,这种行为应该称为拷贝,或则拆分。是一个平级的复制或分裂的行为。而归于类,创建出实例,是一个父子关系,其创建的语义更强些。
    我认为不影响测试。因为工厂方法不该包含业务,它只是new的一种更好的写法。所以你只需要用它,而并不该需要测它。如果你的静态工厂方法都需要测试,那么说明你这个方法不够“干净”。
    2020-02-13
  • Frank
    工厂模式细分为简单工厂,工厂方法,抽象工厂三种。工厂是一个创建型模式,主要用于对象的创建。对于对象的创建,如果是Java这种语言,最容易想到的是Object obj = new Object()这种方式。而通过工厂模式,可以封装对象创建的更多、更复杂的逻辑。三种不同的方式分别对应不同的应用场景,重点要理解他们分别应用于哪些场景。通过使用代码实现工厂模式,也逐渐体会到了之前学习到的一些设计思想,如面向对象特性,基于接口而非实现编程,单一职责,开闭原则,KISS原则等。
    课堂讨论
    1. 工厂模式实现类:java.util.concurrent.Executors、java.util.stream.Collectors、Spring中的BeanFactory。设计成工厂模式的原因除了文章中讲的那些外,由于没有深入研究过这些类,暂时得不出其他结论;
    2. 简单工厂的方法设置成静态个人理解使使用者使用简单,不需要创建对象,直接调用即可。对于可测试性,静态工厂方法一般都比较简单,无需测试,测试的重点应该放在对象创建的逻辑上。
    2020-02-12
  • 辣么大
    在JDK中工厂方法的命名有些规范:
    1. valueOf() 返回与入参相等的对象
    例如 Integer.valueOf()
    2. getInstance() 返回单例对象
    例如 Calendar.getInstance()
    3. newInstance() 每次调用时返回新的对象
    例如 HelloWorld.class.getConstructor().newInstance()
    4 在反射中的工厂方法
    例如 XXX.class.getField(String name) 返回成员

    静态工厂方法的优点:
    1. 静态工厂方法子类可以继承,但不能重写,这样返回类型就是确定的。可以返回对象类型或者primitive 类型。
    2. 静态工厂方法的名字更有意义,例如Collections.synchronizedMap()
    3. 静态工厂方法可以封装创建对象的逻辑,还可以做其他事情,让构造方法只初始化成员变量。
    4. 静态工厂方法可以控制创建实例的个数。例如单例模式,或者多例模式,使用本质上是可以用静态工厂方法实现。
    2020-02-12
  • aoe
    简单明了,明白了三种工厂方法的适用场景
    2020-02-12
  • SKY
    不理解“如果我们非得要将 if 分支逻辑去掉,那该怎么办呢?比较经典处理方法就是利用多态“,但是最后给出的load() 函数依然if..else()没有体现出利用多态去掉if分支
    2020-02-12
    2
  • webmin
    实际上,简单工厂模式还叫作静态工厂方法模式(Static Factory Method Pattern)。之所以叫静态工厂方法模式,是因为其中创建对象的方法是静态的。那为什么要设置成静态的呢?
    一是工具类方便使用;二是可以节约资源的使用,工厂大部分时候不需要创建不同的工厂实例;

    设置成静态的,在使用的时候,是否会影响到代码的可测试性呢?
    会有影响,需要使用Mock的高级方法才能对静态方法进行替换;
    2020-02-12
  • Yang
    抽象工厂还可以这样拆分:RuleConfigParserFactory和SystemConfigParserFactory,这样一个工厂可以创建4种类型的parser,而且之后添加parser也不会增加太多类。
    2020-02-12
  • 黄林晴
    打卡
    2020-02-12
  • 高源
    老师最好提供你讲课例子代码完整的版本,结合你讲的内容消化理解😊
    2020-02-12
    2
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