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1、河南理工大学程序设计模式结课论文运用.net 设计2013 2015 学年 第 1 学期论文题目 java 程序设计模式 工厂方法模式 ：工厂方法模式（别名：虚拟构造）定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。Factory Method 使一个类的实例化延迟到其子类。Mediator Pattern(Anothre Name:Virtual Constructor)Define an interface for creating an object,but let subclasses Decide which class to instantiate.Factory Meyho
2、d lets a class defer instantiation to subclasses.-上述是摘自Design Patterns中 GOF 对工厂方法模式的高度概括下面就 Java 程序设计模式中工厂模式做一些介绍以及设计一个简单的程序设计，再总结一些个人体会。一 工厂方法模式的介绍在工厂方法模式中，核心的工厂类不再负责所有的产品的创建，而是将具体创建的工作交给子类去做。这个核心类则摇身一变，成为了一个抽象工厂角色，仅负责给出具体工厂子类必须实现的接口，而不接触哪一个产品类应当被实例化这种细节。1.1 工厂方法模式角色（1）抽象工厂（Creator）角色：担任这个角色的是工厂方法模
3、式的核心，它是与应用程序无关的。任何在模式中创建对象的工厂类必须实现这个接口。在上面的系统中这个角色由 Java 接口 Creator 扮演；在实际的系统中，这个角色也常常使用抽象 Java 类实现。（2）具体工厂（Concrete Creator）角色：担任这个角色的是实现了抽象工厂接口的具体 Java 类。具体工厂角色含有与应用密切相关的逻辑，并且受到应用程序的调用以创建产品对象。在本系统中给出了两个这样的角色，也就是具体 Java 类 ConcreteCreator1 和 ConcreteCreator2。（3）抽象产品（Product）角色：工厂方法模式所创建的对象的超类型，也就是产品
4、对象的共同父类或共同拥有的接口。在本系统中，这个角色由 Java 接口 Product 扮演；在实际的系统中，这个角色也常常使用抽象 Java 类实现。（4）具体产品（Concrete Product）角色：这个角色实现了抽象产品角色所声明的接口。工厂方法模式所创建的每一个对象都是某个具体产品角色的实例。1.2 工厂方法模式的适用环境在以下情况下可以使用工厂方法模式：（1）一个类不知道它所需要的对象的类：在工厂方法模式中，客户端不需要知道具体产品类的类名，只需要知道所对应的工厂即可，具体的产品对象由具体工厂类创建；客户端需要知道创建具体产品的工厂类。（2）一个类通过其子类来指定创建哪个对象：在
5、工厂方法模式中，对于抽象工厂类只需要提供一个创建产品的接口，而由其子类来确定具体要创建的对象，利用面向对象的多态性和里氏代换原则，在程序运行时，子类对象将覆盖父类对象，从而使得系统更容易扩展。（3）将创建对象的任务委托给多个工厂子类中的某一个，客户端在使用时可以无需关心是哪一个工厂子类创建产品子类，需要时再动态指定，可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。二 做一个简单的程序设计下面是一个简单的水果生产程序，描述农场种植水果的过程程序设计步骤如下：在这个系统里需要描述下列的水果：葡萄 Grape草莓 Strawberry苹果 Apple水果与其他的植物有很大的不同，就是水果最终是可以采摘
6、食用的。那么一个自然的作法就是建立一个各种水果都适用的接口，以便与农场里的其他植物区分开。水果接口规定出所有的水果必须实现的接口，包括任何水果类必须具备的方法：种植 plant()，生长 grow()以及收获 harvest()。这个水果接口的源代码如下所示。代码清单 1：接口 Fruit 的源代码public interface Fruit / 生长void grow();/收获void harvest();/种植void plant();Apple 类是水果类的一种，因此它实现了水果接口所声明的所有方法。另外，由于苹果是多年生植物，因此多出一个 treeAge 性质，描述苹果树的树龄。下面
7、是这个苹果类的源代码。代码清单 2：类 Apple 的源代码public class Appleimplements Fruit private int treeAge;/生长public void grow() log(Apple is growing.);/ 收获public void harvest() log(Apple has been harvested.);/种植public void plant() log(Apple has been planted.);/ 辅助方法public static void log(String msg) System.out.println(m
8、sg);/树龄的取值方法public int getTreeAge() return treeAge;/ 树龄的赋值方法public void setTreeAge(int treeAge) this.treeAge = treeAge;同样，Grape 类是水果类的一种，也实现了 Fruit 接口所声明的所有的方法。但由于葡萄分有籽和无籽两种，因此，比通常的水果多出一个 seedless 性质，葡萄类的源代码如下所示。可以看出，Grape 类同样实现了水果接口，从而是水果类型的一种子类型。代码清单 3：类 Grape 的源代码public class Grape implements Fru
9、it private boolean seedless;/生长public void grow() log(Grape is growing.);/收获public void harvest() log(Grape has been harvested.);/种植public void plant() log(Grape has been planted.);/辅助方法public static void log(String msg) System.out.println(msg);/ 有无籽的取值方法public boolean getSeedless() return seedless;
10、/有无籽的赋值方法public void setSeedless(boolean seedless) this.seedless = seedless;Strawberry 类实现了 Fruit 接口，因此，也是水果类型的子类型，其源代码如下所示。代码清单 4：类 Strawberry 的源代码public class Strawberryimplements Fruit /生长public void grow() log(Strawberry is growing.);/收获public void harvest() log(Strawberry has been harvested.);/
11、种植public void plant() log(Strawberry has been planted.);/辅助方法public static void log(String msg) System.out.println(msg);农场的园丁也是系统的一部分，自然要由一个合适的类来代表。这个类就FruitGardener 类，其结构由下面描述。FruitGardener 类会根据客户端的要求，创建出不同的水果对象，比如苹果（Apple），葡萄（Grape）或草莓（Strawberry）的实例。而如果接到不合法的要求，FruitGardener 类会抛出 BadFruitExceptio
12、n 异常。园丁类的源代码如下所示。代码清单 5：FruitGardener 类的源代码public class FruitGardener /静态工厂方法public static Fruit factory(String which) throws BadFruitException if (which.equalsIgnoreCase(apple) return new Apple();else if (which.equalsIgnoreCase(strawberry) return new Strawberry();else if (which.equalsIgnoreCase(gra
13、pe) return new Grape();else throw new BadFruitException(Bad fruit request);可以看出，园丁类提供了一个静态工厂方法。在客户端的调用下，这个方法创建客户端所需要的水果对象。如果客户端的请求是系统所不支持的，工厂方法就会抛出一个 BadFruitException 异常。这个异常类的源代码如下所示。代码清单 6：BadFruitException 类的源代码 public class BadFruitExceptionextends Exception public BadFruitException(String msg)
14、 super(msg);在使用时，客户端只需调用 FruitGardener 的静态方法 factory()即可。请见下面的示意性客户端源代码。代码清单 7：实现种植即 Main()的实现public class PlantFruit public PlantFruit() public static void main(String args) PlantFruit plantfruit = new PlantFruit();try /种植葡萄FruitGardener.factory(grape).plant();FruitGardener.factory(grape).grow();Fr
15、uitGardener.factory(grape).harvest();System.out.println(=);/种植苹果FruitGardener.factory(apple).plant();FruitGardener.factory(apple).grow();FruitGardener.factory(apple).harvest();System.out.println(=);/种植草莓 FruitGardener.factory(strawberry).plant();FruitGardener.factory(strawberry).grow();FruitGardener.factory(strawberry).harvest();System.out.println(=);catch (BadFruitException e) 到此为止，我们的简单程序已经设计完成，我们可以通过创建 FruitGardener对象来完成水果的种植，无论你要种什么，只需调用对象中的 factory()方法。工厂类的示意性源代码如下所示。可以看出，这个
