目录

  • 1 课程大纲
    • 1.1 教学大纲
    • 1.2 考核方式
    • 1.3 学习建议
    • 1.4 不定期更新的有用的资料
  • 2 第1周:软件设计模式概述(1)
    • 2.1 软件设计模式
    • 2.2 软件体系结构
  • 3 第1周:UML & 面向对象设计原则(2)
    • 3.1 UML类图 & UML时序图
      • 3.1.1 UMLet安装
      • 3.1.2 UMlet基本操作
      • 3.1.3 UML基础知识
      • 3.1.4 UMLet绘制类图
      • 3.1.5 UMLet绘制用例图
      • 3.1.6 UMLet绘制时序图
      • 3.1.7 UML 类图实例1
      • 3.1.8 UML 类图实例2
    • 3.2 面向对象设计原则
      • 3.2.1 面向对象设计原则综述
      • 3.2.2 单一职责原则
      • 3.2.3 开闭原则
      • 3.2.4 里氏代换原则
      • 3.2.5 接口隔离原则
      • 3.2.6 依赖倒转原则
      • 3.2.7 迪米特法则
      • 3.2.8 合成复用原则
      • 3.2.9 面向对象设计原则总结
    • 3.3 UML类图实验
    • 3.4 面向对象设计原则实验
      • 3.4.1 单一职责原则实验
      • 3.4.2 开闭原则实验
      • 3.4.3 里氏替换原则实验
      • 3.4.4 接口隔离原则实验
      • 3.4.5 依赖倒置原则实验
      • 3.4.6 迪米特法则实验
      • 3.4.7 合成复用原则实验
  • 4 创建型软件设计模式1
    • 4.1 简单工厂方法
      • 4.1.1 简单工厂讲解小视频
    • 4.2 工厂方法模式
      • 4.2.1 工厂方法模式讲解小视频
    • 4.3 抽象工厂模式
      • 4.3.1 抽象工厂模式讲解小视频
    • 4.4 工厂模式在Java源代码中的应用
    • 4.5 工厂模式实例讲解
    • 4.6 工厂模式实验1
    • 4.7 工厂模式实验2
  • 5 创建型软件设计模式2
    • 5.1 生成器模式
      • 5.1.1 生成器模式讲解小视频
    • 5.2 单例模式
      • 5.2.1 单例模式讲解小视频
    • 5.3 生成器 & 单例模式实例讲解
    • 5.4 生成器 & 单例模式实例讲解
    • 5.5 生成器 & 单例模式实验1
    • 5.6 生成器 & 单例模式实验2
    • 5.7 原型模式讲解小视频
  • 6 结构型软件设计模式1
    • 6.1 组合模式
      • 6.1.1 组合模式讲解小视频
    • 6.2 适配器模式
      • 6.2.1 适配器模式讲解小视频
    • 6.3 组合 & 适配器模式实例讲解
    • 6.4 组合 & 适配器模式在Java源代码中的应用
    • 6.5 组合 & 适配器模式实验1
    • 6.6 组合 & 适配器模式实验2
  • 7 结构型软件设计模式2
    • 7.1 外观模式
      • 7.1.1 外观模式讲解小视频
    • 7.2 桥接模式
      • 7.2.1 桥接模式讲解小视频
    • 7.3 外观 & 桥接模式实例讲解
    • 7.4 外观 & 桥接模式在Java源代码中的应用
    • 7.5 外观 & 桥接模式实验1
    • 7.6 外观 & 桥接模式实验2
  • 8 行为型软件设计模式1
    • 8.1 迭代器模式
      • 8.1.1 迭代器模式讲解小视频
    • 8.2 访问者模式
      • 8.2.1 访问者模式讲解小视频
    • 8.3 迭代器 & 访问模式实例讲解
    • 8.4 迭代器 & 访问模式在Java源代码中的应用
    • 8.5 迭代器 & 访问模式实验1
    • 8.6 迭代器 & 访问模式实验2
  • 9 行为型软件设计模式2
    • 9.1 命令模式
      • 9.1.1 命令模式讲解小视频
    • 9.2 中介者模式
      • 9.2.1 中介者模式讲解小视频
    • 9.3 命令 & 中介者模式实例讲解
    • 9.4 命令 & 中介者模式在Java源代码中的应用
    • 9.5 命令 & 中介者模式实验1
    • 9.6 命令 & 中介者模式实验2
  • 10 行为型软件设计模式3
    • 10.1 策略模式
      • 10.1.1 策略模式讲解小视频
    • 10.2 状态模式
      • 10.2.1 状态模式讲解小视频
    • 10.3 策略模式 & 状态模式实例讲解
    • 10.4 策略模式 & 状态模式在Java源代码中的应用
    • 10.5 策略模式 & 状态模式实验1
    • 10.6 策略模式 & 状态模式实验2
    • 10.7 观察者模式实验
  • 11 软件体系结构概述
    • 11.1 软件体系结构概念和意义
    • 11.2 软件质量属性
    • 11.3 软件体系结构风格
    • 11.4 软件体系结构概念
    • 11.5 Spring Boot的Visual Studio Code环境配置
    • 11.6 基于构件的软件体系结构实验
  • 12 经典软件体系结构1
    • 12.1 调用-返回风格软件体系结构
    • 12.2 数据流风格软件体系结构
    • 12.3 Spring Batch简介
    • 12.4 Spring Batch实验
    • 12.5 Spring Batch实验进阶
  • 13 经典软件体系结构2
    • 13.1 事件系统软件体系结构
    • 13.2 观察者模式
    • 13.3 Spring Event 实验
    • 13.4 Guava 事件系统实验
    • 13.5 分布式事件系统实验
  • 14 经典软件体系结构3
    • 14.1 层次软件体系结构
    • 14.2 C# .NET中的三层架构
  • 15 MVC软件体系结构
    • 15.1 MVC软件体系结构
  • 16 客户端-服务器软件体系结构
    • 16.1 C/S软件体系结构
    • 16.2 B/S软件体系结构
    • 16.3 基于网络的MVC软件体系结构
    • 16.4 基于 Servlet 的B/S软件体系结构实验
    • 16.5 Thymeleaf实验
    • 16.6 Spring MVC 创建网络应用程序示例实验
    • 16.7 Spring Boot 测试实验
    • 16.8 Spring Petclinic实验
  • 17 基于网络的软件体系结构2
    • 17.1 P2P软件体系结构
    • 17.2 网格计算软件体系结构
    • 17.3 REST软件体系结构
    • 17.4 REST软件体系结构实验
  • 18 现代软件体系结构
    • 18.1 SOA软件体系结构
    • 18.2 云计算软件体系结构
    • 18.3 微服务软件体系结构
    • 18.4 响应式软件体系结构
    • 18.5 无服务软件体系结构
    • 18.6 微服务软件体系结构实验
    • 18.7 响应式软件体系结构实验
简单工厂方法

简单工厂模式( Simple Factory Pattern )

模式动机

考虑一个简单的软件应用场景,一个软件系统可以提供多个外观不同的按钮(如圆形按钮、矩形按钮、菱形按钮等), 这些按钮都源自同一个基类,不过在继承基类后不同的子类修改了部分属性从而使得它们可以呈现不同的外观,如果我们希望在使用这些按钮时,不需要知道这些具体按钮类的名字,只需要知道表示该按钮类的一个参数,并提供一个调用方便的方法,把该参数传入方法即可返回一个相应的按钮对象,此时,就可以使用简单工厂模式。

模式定义

简单工厂模式(Simple Factory Pattern):又称为静态工厂方法(Static Factory Method)模式,它属于类创建型模式。在简单工厂模式中,可以根据参数的不同返回不同类的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例,被创建的实例通常都具有共同的父类。

模式结构

简单工厂模式包含如下角色:

  • Factory:工厂角色

工厂角色负责实现创建所有实例的内部逻辑

  • Product:抽象产品角色

抽象产品角色是所创建的所有对象的父类,负责描述所有实例所共有的公共接口

  • ConcreteProduct:具体产品角色

具体产品角色是创建目标,所有创建的对象都充当这个角色的某个具体类的实例。

时序图

代码分析



将对象的创建和对象本身业务处理分离可以降低系统的耦合度,使得两者修改起来都相对容易。



模式分析

  • 在调用工厂类的工厂方法时,由于工厂方法是静态方法,使用起来很方便,可通过类名直接调用,而且只需要传入一个简单的参数即可,在实际开发中,还可以在调用时将所传入的参数保存在XML等格式的配置文件中,修改参数时无须修改任何源代码。

  • 简单工厂模式最大的问题在于工厂类的职责相对过重,增加新的产品需要修改工厂类的判断逻辑,这一点与开闭原则是相违背的。

  • 简单工厂模式的要点在于:当你需要什么,只需要传入一个正确的参数,就可以获取你所需要的对象,而无须知道其创建细节。

 简单工厂模式的优点

  • 工厂类含有必要的判断逻辑,可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例,客户端可以免除直接创建产品对象的责任,而仅仅“消费”产品;简单工厂模式通过这种做法实现了对责任的分割,它提供了专门的工厂类用于创建对象。

  • 客户端无须知道所创建的具体产品类的类名,只需要知道具体产品类所对应的参数即可,对于一些复杂的类名,通过简单工厂模式可以减少使用者的记忆量。

  • 通过引入配置文件,可以在不修改任何客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类,在一定程度上提高了系统的灵活性。

简单工厂模式的缺点

  • 由于工厂类集中了所有产品创建逻辑,一旦不能正常工作,整个系统都要受到影响。

  • 使用简单工厂模式将会增加系统中类的个数,在一定程序上增加了系统的复杂度和理解难度。

  • 系统扩展困难,一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑,在产品类型较多时,有可能造成工厂逻辑过于复杂,不利于系统的扩展和维护。

  • 简单工厂模式由于使用了静态工厂方法,造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。

适用环境

在以下情况下可以使用简单工厂模式:

  • 工厂类负责创建的对象比较少:由于创建的对象较少,不会造成工厂方法中的业务逻辑太过复杂。

  • 客户端只知道传入工厂类的参数,对于如何创建对象不关心:客户端既不需要关心创建细节,甚至连类名都不需要记住,只需要知道类型所对应的参数。

模式应用

1. JDK类库中广泛使用了简单工厂模式,如工具类java.text.DateFormat,它用于格式化一个本地日期或者时间。

public final static DateFormat getDateInstance();

public final static DateFormat getDateInstance(int style);

public final static DateFormat getDateInstance(int style,Locale

locale);

2. Java加密技术

获取不同加密算法的密钥生成器:

KeyGenerator keyGen=KeyGenerator.getInstance("DESede");

创建密码器:

Cipher cp=Cipher.getInstance("DESede");

总结

  • 创建型模式对类的实例化过程进行了抽象,能够将对象的创建与对象的使用过程分离。

  • 简单工厂模式又称为静态工厂方法模式,它属于类创建型模式。在简单工厂模式中,可以根据参数的不同返回不同类的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例,被创建的实例通常都具有共同的父类。

  • 简单工厂模式包含三个角色:工厂角色负责实现创建所有实例的内部逻辑;抽象产品角色是所创建的所有对象的父类,负责描述所有实例所共有的公共接口;具体产品角色是创建目标,所有创建的对象都充当这个角色的某个具体类的实例。

  • 简单工厂模式的要点在于:当你需要什么,只需要传入一个正确的参数,就可以获取你所需要的对象,而无须知道其创建细节。

  • 简单工厂模式最大的优点在于实现对象的创建和对象的使用分离,将对象的创建交给专门的工厂类负责,但是其最大的缺点在于工厂类不够灵活,增加新的具体产品需要修改工厂类的判断逻辑代码,而且产品较多时,工厂方法代码将会非常复杂。

  • 简单工厂模式适用情况包括:工厂类负责创建的对象比较少;客户端只知道传入工厂类的参数,对于如何创建对象不关心。

模式扩展

简单工厂+配置文件解除耦合

可以通过工厂模式+配置文件的方式解除工厂对象和产品对象的耦合。在工厂类中加载配置文件中的全类名,并创建对象进行存储,客户端如果需要对象,直接进行获取即可。

第一步:定义配置文件

为了演示方便,使用properties文件作为配置文件,名称为bean.properties

第二步:改进工厂类

静态成员变量用来存储创建的对象(键存储的是名称,值存储的是对应的对象),而读取配置文件以及创建对象写在静态代码块中,目的就是只需要执行一次。