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如何從Java接口的角度切入靜態(tài)工廠模式

瀏覽:6日期:2022-08-11 14:51:42
目錄面向接口編程接口的定義及功能面向接口編程的意義從設(shè)計(jì)上來(lái)體會(huì)接口的意義簡(jiǎn)單工廠簡(jiǎn)單工廠的模式結(jié)構(gòu)對(duì)簡(jiǎn)單工廠的理解簡(jiǎn)單工廠的意義簡(jiǎn)單工廠的別稱(chēng)簡(jiǎn)單工廠的本質(zhì)擴(kuò)展簡(jiǎn)單工廠:提供可配置的簡(jiǎn)單工廠簡(jiǎn)單工廠的缺陷面向接口編程接口的定義及功能

這里從java介入吧,在java中,接口是一種特殊的類(lèi),接口里面的量都是常量,接口的方法只有定義而沒(méi)有實(shí)現(xiàn),換句話說(shuō),接口就像一個(gè)菜單,它只會(huì)告知你我有什么菜,而并不會(huì)有實(shí)際的菜品,所以通常用接口來(lái)定義實(shí)現(xiàn)類(lèi)的外觀,根據(jù)外部應(yīng)用所需要的功能,約定實(shí)現(xiàn)類(lèi)的能力(類(lèi)的功能不僅限于接口約束)。通過(guò)接口,可以實(shí)現(xiàn)不相關(guān)類(lèi)的相同功能,而不考慮這些類(lèi)之間的層次關(guān)系,接口就是實(shí)現(xiàn)類(lèi)對(duì)外的外觀。

上面那樣說(shuō),可能顯得很裝13,那千言萬(wàn)語(yǔ)化成一句人話就是:1、定義功能,對(duì)外暴露 2、對(duì)內(nèi)約束實(shí)現(xiàn)類(lèi)的行為

面向接口編程的意義

所謂面向接口去編程的核心含義就是為了——“封裝隔離”

通常的封裝,是指對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的封裝,將幾種數(shù)據(jù)類(lèi)型整到一塊,組成一個(gè)新的數(shù)據(jù)類(lèi)型;而java中的封裝,包含對(duì)數(shù)據(jù)和行為進(jìn)行抽象,然后定義出一個(gè)類(lèi),這個(gè)類(lèi)即封裝了數(shù)據(jù)和行為,但接口這里的封裝,更多的是指對(duì)于行為(能力、方法)的封裝,是一種“對(duì)被隔離體能力的封裝”,而隔離對(duì)應(yīng)的就是,外部的調(diào)用以及內(nèi)部的實(shí)現(xiàn),外部只根據(jù)接口來(lái)調(diào)用方法(根據(jù)菜單來(lái)點(diǎn)菜,具體填飽肚子的菜是內(nèi)部去做),外部調(diào)用是不知道內(nèi)部你是用什么方式實(shí)現(xiàn)的,舉個(gè)例子,就像我有一個(gè)計(jì)算器,計(jì)算器的加減乘除按鍵就是我提供給用戶的接口,用戶只知道我有加減乘除的能力,但當(dāng)他用乘法按鍵去運(yùn)算的時(shí)候,后臺(tái)具體是用二進(jìn)制運(yùn)算,還是逐個(gè)數(shù)累加或者其他什么方式來(lái)完成這個(gè)乘法功能,用戶是不知道的。也就是外部調(diào)用和內(nèi)部實(shí)現(xiàn)是被隔離開(kāi)的。

既然外部調(diào)用和內(nèi)部實(shí)現(xiàn)被隔離開(kāi)了,那么只要接口不變,內(nèi)部實(shí)現(xiàn)怎么變化都不會(huì)影響外部應(yīng)用對(duì)這個(gè)接口的調(diào)用,從而讓系統(tǒng)更加的靈活,更便于擴(kuò)展和維護(hù),也就是傳說(shuō)中的“接口是系統(tǒng)可插拔的保證”。

說(shuō)到這里插一段題外話,emmm……個(gè)人感覺(jué)編程是一個(gè)人的事,很多時(shí)候1+1<2,因?yàn)槿诉@個(gè)不可控因素,每個(gè)程序員的思想深度,技術(shù)水平,都是不相同的,所以往往會(huì)出現(xiàn) “ 一個(gè)程序員A費(fèi)勁心力,設(shè)計(jì)了面向?qū)ο蟮哪K化代碼結(jié)構(gòu),并完成了一部分功能,而后面有別的需求介入,另一個(gè)的程序員B加入了研發(fā)過(guò)程,基于這個(gè)代碼進(jìn)行改動(dòng)的時(shí)候,并讀不懂A的結(jié)構(gòu)和A事先預(yù)留的擴(kuò)展方式,直接用他的方式去硬編碼,強(qiáng)行破壞了整個(gè)結(jié)構(gòu)”。以上這種情況往往很令人崩潰,所以對(duì)于水平參差不齊的團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō),集體勞作的質(zhì)量(單指代碼)并不那么友好

總之,在開(kāi)發(fā)中,優(yōu)先選擇使用接口,在即要定義子類(lèi)的行為,又要為子類(lèi)提供公共方法的時(shí)候選擇抽象類(lèi)。

從設(shè)計(jì)上來(lái)體會(huì)接口的意義

這里咱們從我個(gè)人比較熟悉的java入手,在java的設(shè)計(jì)中,經(jīng)常出現(xiàn)的層的概念和模塊的概念,個(gè)人經(jīng)常做java Web的程序,我們以此為例,最經(jīng)典的MVC結(jié)構(gòu),抽象一點(diǎn)理解,也就是控制、邏輯、數(shù)據(jù)三層,它們之間全部通過(guò)接口來(lái)通信。

如何從Java接口的角度切入靜態(tài)工廠模式

在每一層里,又包含很多模塊,每個(gè)模塊對(duì)外則是一個(gè)整體,所以一個(gè)模塊應(yīng)該對(duì)外提供接口,其他地方需要某個(gè)功能時(shí),可根據(jù)接口直接調(diào)用模塊,也就是上面的 “ 接口是被其隔離部分的外觀”。

設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)提到組件,模塊,其實(shí)不論是組件還是模塊,都可以理解為 封裝了一定功能的集合體, 一個(gè)類(lèi),一個(gè)功能塊,一個(gè)插件,一個(gè)系統(tǒng),都可以理解成組件、模塊,因?yàn)椋粋€(gè)類(lèi)可能是一個(gè)功能塊的一部分,一個(gè)功能塊可能是一個(gè)插件的一部分,一個(gè)插件可能是一個(gè)系統(tǒng)的一部分,小系統(tǒng)放到大系統(tǒng)中,也就是個(gè)組件罷了,就是組合的關(guān)系,從設(shè)計(jì)的角度,系統(tǒng),子系統(tǒng),插件、模塊、組件等,其實(shí)說(shuō)的就是一個(gè)東西,就是完成一定功能的封裝體。

簡(jiǎn)單工廠

前面咧咧了那么多,看官們肯定看煩了,差評(píng)差評(píng)!這里我上面說(shuō)了那么多接口的東西,總得用來(lái)看看吧,我們用一個(gè)例子來(lái)切入主題,這里我打算寫(xiě)一個(gè)功能,就是比對(duì)兩個(gè)字符串相似的程度,肯定會(huì)有人說(shuō)了,你這真廢話,直接 equals() 它不香么!香是香,可是它不能展示(讓我裝13啊)呀,我們以java的方式來(lái)搞個(gè)相似度計(jì)算。

上面說(shuō)了接口,那我們先定義接口:

public interface MatcherAlg { /** * 計(jì)算兩個(gè)串的相似度 * @param srcStr * @param dstStr * @return Float 相似值 */ public Float CalculateSimilarityRatioValue(String srcStr,String dstStr);}

接口已經(jīng)約束了我們這個(gè)功能只有一個(gè)方法,那么我們來(lái)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)一下:

public class JaccardMatcher implements MatcherAlg { @Override public Float CalculateSimilarityRatioValue(String srcStr, String dstStr) {if(srcStr == null && dstStr ==null){ return 1f;}if(srcStr == null || dstStr == null){ return 0f;}Set<Integer> aChar = srcStr.chars().boxed().collect(Collectors.toSet());Set<Integer> bChar = dstStr.chars().boxed().collect(Collectors.toSet());int intersection = SetUtils.intersection(aChar,bChar).size();if(intersection == 0){ return 0f;}int union = SetUtils.union(aChar,bChar).size();return ((float)intersection/(float)union); }}

這時(shí)候我們要用它了,來(lái)比較兩個(gè)字符串相似程度:

public class Test{ public static void main(String args[]){String str= 'sdfsf';String dst= '1234d';MatcherAlg matcher = new JaccardMatcher();Float result = matcher.CalculateSimilarityRatioValue(str,dst); }}

運(yùn)行一下,也十分正常,完美落地,可是仔細(xì)看下來(lái),這樣我定義那個(gè)MatcherAlg 接口,后面又

MatcherAlg matcher = new JaccardMatcher();

好像是在 “脫了褲子放p”,沒(méi)事找事。干嘛不直接定義JaccardMatcher類(lèi),然后:

JaccardMatcher matcher = new JaccardMatcher();

但是上面說(shuō)過(guò)了,我們應(yīng)該面向接口編程,接口的核心就為了 “封裝隔離”,實(shí)現(xiàn)類(lèi)JaccardMatcher應(yīng)該是被接口 MatcherAlg封裝并同客戶端隔離開(kāi)來(lái)。

客戶端根本不應(yīng)該知道JaccardMatcher的存在,更不用說(shuō) newJaccardMatcher()這種“脫褲放p”操作了。但是問(wèn)題又來(lái)了,如果客戶端沒(méi)有newJaccardMatcher(),只有MatcherAlg接口的定義,那么后面的代碼是無(wú)法使用的。

于是糾結(jié)的地方出現(xiàn)了,上面花了那么大篇幅說(shuō)怎么怎么面向接口,純面向接口了你又不能運(yùn)行了,能運(yùn)行又違反了“隔離封裝”了, 問(wèn)題進(jìn)入死環(huán)了。

所以“脫褲放p”的操作是對(duì)應(yīng)這個(gè)死環(huán)一種蹩腳的寫(xiě)法(它可以運(yùn)行,但專(zhuān)業(yè)的我們不認(rèn))。

這個(gè)死環(huán)如何解決,我們先看一下設(shè)計(jì)模式中的一段話,它是這樣說(shuō)的 :提供一個(gè)創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例的功能,而無(wú)需關(guān)系其具體的實(shí)現(xiàn)。被創(chuàng)建實(shí)例的類(lèi)型可以是接口、抽象類(lèi)、也可以是具體的類(lèi)。

受到那句話的啟發(fā),我們嘗試得出一個(gè)解開(kāi)上面那個(gè)死環(huán)的方案:我們?cè)谀K內(nèi)部建一個(gè)類(lèi),這個(gè)類(lèi)的功能就是創(chuàng)建可使用的接口,并且把創(chuàng)建的接口提供給客戶端,這一客戶只需要根據(jù)這個(gè)類(lèi)來(lái)獲取相應(yīng)的接口對(duì)象,于此同時(shí),接口具體使用哪個(gè)實(shí)現(xiàn),我們就可以抽離到這個(gè)類(lèi)里面,給我們提供了一個(gè)控制 使用哪個(gè)類(lèi)的 隔離擴(kuò)展區(qū),客戶端也不需要關(guān)心他用的這個(gè)類(lèi)是對(duì)應(yīng)哪種實(shí)現(xiàn),如何實(shí)現(xiàn)的。

上面這套思想,設(shè)計(jì)模式中稱(chēng)之為 “工廠”

簡(jiǎn)單工廠的模式結(jié)構(gòu)

如何從Java接口的角度切入靜態(tài)工廠模式

樣例代碼:

//客戶端類(lèi)public class Client { public static void main(String[] args) {Product p = SimpleFactory.makeProduct(Const.PRODUCT_A);p.show(); }}

//抽象產(chǎn)品 public interface Product {void show(); } //具體產(chǎn)品:ProductA public class ConcreteProduct1 implements Product {public void show() { System.out.println('具體產(chǎn)品1顯示...');} } //具體產(chǎn)品:ProductB public class ConcreteProduct2 implements Product {public void show() { System.out.println('具體產(chǎn)品2顯示...');} }

//枚舉 public final class Const {static final int PRODUCT_A = 0;static final int PRODUCT_B = 1;static final int PRODUCT_C = 2; }//工廠 public class SimpleFactory {public static Product makeProduct(int kind) { switch (kind) {case Const.PRODUCT_A: return new ConcreteProduct1();case Const.PRODUCT_B: return new ConcreteProduct2(); } return null;} }對(duì)簡(jiǎn)單工廠的理解簡(jiǎn)單工廠的意義

首先看上面簡(jiǎn)單工廠的樣例代碼,有人會(huì)困惑,不就是把new操作從客戶端移動(dòng)到了額外的類(lèi)里去了么,本質(zhì)還是new 了一個(gè)實(shí)現(xiàn)類(lèi),這里我們?cè)俅位氐皆c(diǎn),我們前面提到的接口,接口是用來(lái)封裝隔離的,目的就是讓客戶端不要知道封裝體內(nèi)的具體實(shí)現(xiàn),簡(jiǎn)單工廠的位置是處于封裝體內(nèi)的,簡(jiǎn)單工廠跟接口的具體實(shí)現(xiàn)在一起,算是封裝體內(nèi)部的一個(gè)類(lèi),所以簡(jiǎn)單工廠知道具體的實(shí)現(xiàn)類(lèi)是沒(méi)有關(guān)系的,我們?cè)賮?lái)看一下簡(jiǎn)單工廠的類(lèi)圖:

如何從Java接口的角度切入靜態(tài)工廠模式

圖中淺藍(lán)色的虛線框即為一個(gè)封裝的邊界,表示接口、工廠、實(shí)現(xiàn)類(lèi)組合成了一個(gè)組件,在這個(gè)組件中,只有接口和工廠是對(duì)外的,也只有這倆,外界可以使用和訪問(wèn)到,但是具體的實(shí)現(xiàn)類(lèi),完全是內(nèi)部的,對(duì)外透明的,不可見(jiàn)的,所以它被全包裹進(jìn)藍(lán)框,對(duì)于客戶端而言,它只知道這個(gè)Alg接口和生產(chǎn)含有Alg功能實(shí)例的工廠,通過(guò)Factory就能獲取Alg的能力了,所以,new操作劃在工廠內(nèi),在設(shè)計(jì)和隔離的意義上,有了質(zhì)的變化。

簡(jiǎn)單工廠的別稱(chēng)

靜態(tài)工廠

所謂靜態(tài)工廠,就是我們使用工廠的時(shí)候,不需要實(shí)例化工廠了,直接將生產(chǎn)的方法設(shè)為靜態(tài)方法,通過(guò)類(lèi)名即可調(diào)用,或者做成單例的模式,也就是說(shuō)簡(jiǎn)單工廠的方法通常都是靜態(tài)的,所以稱(chēng)之為靜態(tài)工廠。

萬(wàn)能工廠

一個(gè)簡(jiǎn)單工廠可以包含很多用來(lái)構(gòu)建東西的方法,這些方法可以創(chuàng)建不同的接口、實(shí)力類(lèi),一個(gè)簡(jiǎn)單的工廠理論上可以構(gòu)造任何東西,所以又稱(chēng)之為“萬(wàn)能工廠”

簡(jiǎn)單工廠的本質(zhì)

簡(jiǎn)單工廠的本質(zhì)是:選擇實(shí)現(xiàn)

選擇實(shí)現(xiàn),重點(diǎn)在于選擇,實(shí)現(xiàn)是已經(jīng)做好了的,就算實(shí)現(xiàn)再簡(jiǎn)單(哪怕是new實(shí)例)也要由具體的實(shí)現(xiàn)類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn),而不是在簡(jiǎn)單工廠里面來(lái)實(shí)現(xiàn),簡(jiǎn)單工廠的目的在為客戶端提供一個(gè)選擇,選擇哪種實(shí)現(xiàn),從而使客戶端和具體的實(shí)現(xiàn)之間解耦。這樣具體實(shí)現(xiàn)無(wú)論如何變動(dòng),都不需要客戶端隨之變動(dòng),這個(gè)變動(dòng)會(huì)在工廠這一層里被吸收和隔斷。

實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單工廠的難點(diǎn)在于“選擇”的實(shí)現(xiàn),可以通過(guò)傳參,也可以通過(guò)動(dòng)態(tài)的參數(shù),比如在運(yùn)行期間去讀取配置文件或數(shù)據(jù)庫(kù)、內(nèi)存中的某個(gè)值,根據(jù)這個(gè)值來(lái)進(jìn)行具體的實(shí)現(xiàn)。

擴(kuò)展簡(jiǎn)單工廠:提供可配置的簡(jiǎn)單工廠

基本的實(shí)現(xiàn)套路,已經(jīng)有較為明確的模板了,現(xiàn)在有一個(gè)問(wèn)題,就是如果MatcherAlg的實(shí)現(xiàn)類(lèi)不止一個(gè),我們可以通過(guò)在工廠的方法中傳入?yún)?shù)來(lái)處理

public Class Factory{ public static MatcherAlg createAlg(String type){if( type.equals('a') ){ return new aAlg();}else if ( type.equals('b') ){ return new bAlg();}else{ ……}}}

可是,當(dāng)我們又又?jǐn)U展了新的實(shí)現(xiàn)類(lèi)的時(shí)候,if else 又需要擴(kuò)展一句,同時(shí)對(duì)客戶端也要告知,這樣對(duì)于Factory這個(gè)類(lèi)來(lái)說(shuō),嚴(yán)重違反了開(kāi)閉原則。

為了解決這個(gè)問(wèn)題,我們可以通過(guò)配置文件的形式來(lái)解決,當(dāng)有了新的實(shí)現(xiàn)類(lèi)或者需要默認(rèn)指定用哪一個(gè)實(shí)現(xiàn)的時(shí)候,只需要通過(guò)配置文件的配置項(xiàng)即可,通過(guò)配置文件的方式,多需要使用java的反射來(lái)支持動(dòng)態(tài)建立對(duì)象。這里摘取自己的一個(gè)代碼來(lái)作為一個(gè)樣例:

/** * 基礎(chǔ)工廠,其他組件工廠的實(shí)現(xiàn)可用基于該類(lèi)進(jìn)行擴(kuò)展 * 功能:根據(jù)配置文件動(dòng)態(tài)生成對(duì)象 * @author GCC */public abstract class AbstractFactory { private static Logger logger = Logger.getLogger(AbstractFactory.class); //默認(rèn)自帶的類(lèi)控制配置文件 private final static String DEFAULTCONFIG_FILE_URL = 'factoryconfig.ini'; //默認(rèn)的配置文件 static URL defaultConfigFileUrl = AbstractFactory.class.getClassLoader().getResource(DEFAULTCONFIG_FILE_URL); /** * 根據(jù)配置文件以及key值,獲取對(duì)象的類(lèi)路徑 * @param url 配置文件路徑 * @param key 關(guān)鍵字 * @return String 類(lèi)路徑 */ static String getClassUrl(String url,String key){ConfigUtil config = new ConfigUtil(url);return config.getValueByConfigkey(key); } /** * 根據(jù)指定配置文件及指定關(guān)鍵字生成對(duì)象 * @param url 配置文件路徑 * @param key 關(guān)鍵字 * @return Object 具體對(duì)象 */ static Object getObject(String url,String key){String classurl = getClassUrl(url,key);try{ Class oneclass = Class.forName(classurl); return oneclass.newInstance();}catch (Exception e){ logger.error(e.getMessage() +' plase check'+ DEFAULTCONFIG_FILE_URL );}return null; }}

配置文件(.ini文件)內(nèi)容:

#matcher.algclassurl:算法類(lèi)地址matcher.algclassurl=org.gds.matcher.impl.LevenshteinMacther簡(jiǎn)單工廠的缺陷

簡(jiǎn)單工廠實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,非常友好的提供了一套實(shí)現(xiàn)組件封裝的功能,同時(shí)也解決了客戶端何內(nèi)部實(shí)現(xiàn)類(lèi)的強(qiáng)耦合,實(shí)現(xiàn)了解耦。這是簡(jiǎn)單工廠的優(yōu)點(diǎn),但世事都是兩面的,它也有不可避免地缺點(diǎn):

首先,它增加了客戶端的復(fù)雜程度,如果通過(guò)客戶端的參數(shù)來(lái)選擇具體的實(shí)現(xiàn)類(lèi),那客戶端必須額外需要一份枚舉表或者字典,并且知道每個(gè)枚舉的意義,這樣會(huì)增加客戶端的復(fù)雜程度,同時(shí)一定程度上暴露了內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)(雖然可配置方案一定程度上可以對(duì)沖這一問(wèn)題)。

其次,簡(jiǎn)單工廠使用靜態(tài)方法(又叫靜態(tài)工廠)來(lái)創(chuàng)建接口,當(dāng)面臨一些復(fù)雜的組件創(chuàng)建,靜態(tài)方法會(huì)非常龐大,無(wú)法通過(guò)繼承來(lái)擴(kuò)展創(chuàng)建接口的方法的行為了。

以上就是如何從Java接口的角度切入靜態(tài)工廠模式的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于從Java接口的角度切入靜態(tài)工廠模式的資料請(qǐng)關(guān)注好吧啦網(wǎng)其它相關(guān)文章!

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