架構(gòu)分析與設(shè)計(jì)模式

1、架構(gòu)分析與設(shè)計(jì)模式摘要：一個(gè)設(shè)計(jì)模式是針對某一類問題的最佳解決方案，而且已經(jīng)成功應(yīng)用于許多系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，它解決了在某種特定情境中重復(fù)發(fā)生的某個(gè)問題，因此設(shè)計(jì)模式可以被定義為：設(shè)計(jì)模式是從許多優(yōu)秀的軟件系統(tǒng)中總結(jié)出成功的可復(fù)用的設(shè)計(jì)方案。1. 關(guān)鍵字：工廠方法模式、 簡單的程序?qū)崿F(xiàn)、架構(gòu)分析、設(shè)計(jì)模式工廠方法模式2. 工廠方法模式的介紹工廠方法 (Factory Method) 模式的意義是定義一個(gè)創(chuàng)建產(chǎn)品對象的工廠接口，將實(shí)際創(chuàng)建工作推遲到子類當(dāng)中。核心工廠類不再負(fù)責(zé)產(chǎn)品的創(chuàng)建，這樣核心類成為一個(gè)抽象工廠角色，僅負(fù)責(zé)具體工廠子類必須實(shí)現(xiàn)的接口，這樣進(jìn)一步抽象化的好處是使得工廠方法模式可以使系統(tǒng)

2、在不修改具體工廠角色的情況下引進(jìn)新的產(chǎn)品。1.1 工廠方法模式角色與結(jié)構(gòu)抽象工廠 (Creator) 角色：是工廠方法模式的核心， 與應(yīng)用程序無關(guān)。 任何在模式中創(chuàng)建的對象的工廠類必須實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口。具體工廠 (Concrete Creator) 角色：這是實(shí)現(xiàn)抽象工廠接口的具體工廠類，包含與應(yīng)用程序密切相關(guān)的邏輯，并且受到應(yīng)用程序調(diào)用以創(chuàng)建產(chǎn)品對象。抽象產(chǎn)品 (Product)角色：工廠方法模式所創(chuàng)建的對象的超類型，也就是產(chǎn)品對象的共同父類或共同擁有的接口。在上圖中，這個(gè)角色是Light 。具體產(chǎn)品 (Concrete Product) 角色：這個(gè)角色實(shí)現(xiàn)了抽象產(chǎn)品角色所定義的接口。某具體產(chǎn)品

3、有專門的具體工廠創(chuàng)建，它們之間往往一一對應(yīng)。1.2 工廠方法模式的應(yīng)用工廠方法經(jīng)常用在以下兩種情況中:第一種情況是對于某個(gè)產(chǎn)品，調(diào)用者清楚地知道應(yīng)該使用哪個(gè)具體工廠服務(wù)，實(shí)例化該具體工廠， 生產(chǎn)出具體的產(chǎn)品來。 Java Collection中的 iterator()法即屬于這種情況。方第二種情況，只是需要一種產(chǎn)品，而不想知道也不需要知道究竟是哪個(gè)工廠為生產(chǎn)的，即最終選用哪個(gè)具體工廠的決定權(quán)在生產(chǎn)者一方，它們根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)的情況來實(shí)例化一個(gè)具體的工廠返回給使用者，而這個(gè)決策過程這對于使用者來說是透明的。1.3 工廠方法模式的適用環(huán)境在以下情況下可以使用工廠方法模式：（ 1）一個(gè)類不知道它所需要的

4、對象的類：在工廠方法模式中，客戶端不需要知道具體產(chǎn)品類的類名，只需要知道所對應(yīng)的工廠即可，具體的產(chǎn)品對象由具體工廠類創(chuàng)建；客戶端需要知道創(chuàng)建具體產(chǎn)品的工廠類。（ 2）一個(gè)類通過其子類來指定創(chuàng)建哪個(gè)對象：在工廠方法模式中，對于抽象工廠類只需要提供一個(gè)創(chuàng)建產(chǎn)品的接口，而由其子類來確定具體要?jiǎng)?chuàng)建的對象，利用面向?qū)ο蟮亩鄳B(tài)性和里氏代換原則，在程序運(yùn)行時(shí)，子類對象將覆蓋父類對象，從而使得系統(tǒng)更容易擴(kuò)展。（ 3）將創(chuàng)建對象的任務(wù)委托給多個(gè)工廠子類中的某一個(gè)，客戶端在使用時(shí)可以無需關(guān)心是哪一個(gè)工廠子類創(chuàng)建產(chǎn)品子類，需要時(shí)再動(dòng)態(tài)指定，可將具體工廠類的類名存儲(chǔ)在配置文件或數(shù)據(jù)庫中。2 簡單的程序?qū)崿F(xiàn)下面是一個(gè)簡

5、單的水果生產(chǎn)程序，描述農(nóng)場種植水果的過程，目的是通過此次設(shè)計(jì)更進(jìn)一步了解工程設(shè)計(jì)模式，加強(qiáng)編程的結(jié)構(gòu)化能力。2.1 程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)如下：在這個(gè)系統(tǒng)里需要描述下列的水果：葡萄 Grape草莓 Strawberry蘋果 Apple水果生產(chǎn)的過程就是生長，成熟后采摘。那么一個(gè)自然的作法就是建立一個(gè)各種水果都適用的接口，以便與農(nóng)場里的其他植物區(qū)分開。水果接口規(guī)定出所有的水果必須實(shí)現(xiàn)的接口，包括任何水果類必須具備的方法：種植 plant() ，生長 grow() 以及收獲 harvest() 。代碼清單 1：接口 Fruit的源代碼public interface Fruit / 生長void gro

6、w();/ 收獲void harvest();/ 種植void plant();Apple 類是水果類的一種，因此它實(shí)現(xiàn)了水果接口所聲明的所有方法。另外，由于蘋果是多年生植物，因此多出一個(gè)treeAge性質(zhì)，描述蘋果樹的樹齡。下面是這個(gè)蘋果類的源代碼。代碼清單 2：類 Apple 的源代碼public class Appleimplements Fruit private int treeAge;/ 生長public void grow() log("Apple is growing.");/ 收獲public void harvest() log("Apple

7、has been harvested.");/ 種植public void plant() log("Apple has been planted.");/private boolean seedless;/ 生長public void grow() log("Grape is growing.");/ 收獲public void harvest() log("Grape has been harvested.");/ 種植public void plant() log("Grape has been plante

8、d.");/ 輔助方法public static void log(String msg) / 有無籽的取值方法public boolean getSeedless() return seedless;/ 有無籽的賦值方法public void setSeedless(boolean seedless) this.seedless = seedless;Strawberry類實(shí)現(xiàn)了 Fruit接口，因此，也是水果類型的子類型，其源代碼如下所示。代碼清單 4：類 Strawberry的源代碼public class Strawberryimplements Fruit / 生長publ

9、ic void grow() log("Strawberry is growing.");/ 收獲public void harvest() log("Strawberry has been harvested.");/種植public void plant() log("Strawberry has been planted.");/輔助方法public static void log(String msg) 農(nóng)場的園丁也是系統(tǒng)的一部分，自然要由一個(gè)合適的類來代表。這個(gè)類就FruitGardener類，其結(jié)構(gòu)由下面描述。FruitG

10、ardener類會(huì)根據(jù)客戶端的要求，創(chuàng)建出不同的水果對象，比如蘋果（Apple），葡萄（Grape）或草莓（Strawberry）的實(shí)例。而如果接到不合法的要求，F(xiàn)ruitGardener類會(huì)拋出BadFruitException異常。園丁類的源代碼如下所示。代碼清單5：FruitGardener類的源代碼public class FruitGardener /靜態(tài)工廠方法public static Fruit factory(String which) throws BadFruitException if (which.equalsIgnoreCase("apple")

11、 return new Apple();else if (which.equalsIgnoreCase("strawberry") return new Strawberry();else if (which.equalsIgnoreCase("grape") return new Grape();else throw new BadFruitException("Bad fruit request");可以看出，園丁類提供了一個(gè)靜態(tài)工廠方法。在客戶端的調(diào)用下，這個(gè)方法創(chuàng)建客戶端所需要的水果對象。如果客戶端的請求是系統(tǒng)所不支持的，工廠

12、方法就會(huì)拋出一個(gè)BadFruitException異常。這個(gè)異常類的源代碼如下所示。輔助方法public static void log(String msg) /樹齡的取值方法public int getTreeAge() return treeAge;/樹齡的賦值方法public void setTreeAge(int treeAge) this.treeAge = treeAge;代碼清單6：BadFruitException類的源代碼public class BadFruitExceptionextends Exception public BadFruitException(Stri

13、ng msg) super(msg);在使用時(shí)，客戶端只需調(diào)用FruitGardener的靜態(tài)方法factory()即可。請見下面的示意性客戶端源代碼。代碼清單7：實(shí)現(xiàn)種植即Main()的實(shí)現(xiàn)public class PlantFruit public PlantFruit() public static void main(String args) PlantFruit plantfruit = new PlantFruit();try /種植葡萄FruitGardener.factory("grape").plant();FruitGardener.factory(&q

14、uot;grape").grow();FruitGardener.factory("grape").harvest();/種植蘋果FruitGardener.factory("apple").plant();FruitGardener.factory("apple").grow();FruitGardener.factory("apple").harvest();/種植草莓FruitGardener.factory("strawberry").plant();FruitGardener

15、.factory("strawberry").grow();FruitGardener.factory("strawberry").harvest();catch (BadFruitException e) 到此為止，我們的簡單程序已經(jīng)設(shè)計(jì)完成，我們可以通過創(chuàng)建FruitGardener對象來完成水果的種植，無論你要種什么，只需調(diào)用對象中的factory()方法。工廠類的示意性源代碼如下所示。可以看出，這個(gè)工廠方法創(chuàng)建了一個(gè)新的具體產(chǎn)品的實(shí)例并返還給調(diào)用者。代碼清單 8： Creator類的源代碼public class Creator/靜態(tài)工廠方法public static Product factory()return new ConcreteProduct();抽象產(chǎn)品角色的主要目的是給所有的具體產(chǎn)品類提供一個(gè)共同的類型，在最簡單的情況下，可以簡化為一個(gè)標(biāo)識(shí)接口。所謂標(biāo)識(shí)接口，就是沒有聲明任何方法的空接口。代碼清單 9：抽象角色Product接口的源代碼public interface Product具體