UML设计模式解析：工厂方法与单例模式

"该资源主要讨论了工厂方法模式在实现多态性工厂中的应用，以及在UML设计模式中的体现。内容涵盖了工厂模式的种类，包括简单工厂、工厂方法和抽象工厂，还有单例模式和里氏代换原则。通过案例分析了简单工厂模式的角色和工作原理，并给出了示例代码来展示如何实现工厂方法。" 在软件设计中，工厂模式是一种常见的创建型设计模式，用于封装对象的创建过程，以便于在不修改原有代码的情况下添加新的产品类型。当系统需要频繁地添加新对象而不想暴露创建逻辑时，工厂模式显得尤为重要。 9.1.2 工厂方法模式，也称为多态性工厂模式，是工厂模式的一种具体形式。它将对象的创建延迟到子类，使得系统可以在不修改原有基类的情况下，通过扩展子类来支持新的产品类型。这样做的好处是符合开闭原则，即对扩展开放，对修改封闭。 在9.1.1简单工厂模式中，通过静态工厂方法根据传入的参数创建不同类型的对象。然而，这种模式的缺点在于，如果需要添加新的产品类型，就必须修改工厂类，这违背了开闭原则。因此，工厂方法模式引入了多态性，通过让父类定义创建产品的接口，而由子类决定创建哪个具体的产品，从而解决了这个问题。 例如，假设有一个`Road`接口，有两个实现类`railRoad`和`sandRoad`。在简单工厂模式中，`RoadFactory`类会根据参数创建`RailRoad`或`SandRoad`对象。而在工厂方法模式中，`RoadFactory`变为抽象类，提供一个创建`Road`对象的抽象方法，然后由`RailRoadFactory`和`SandRoadFactory`这样的子类分别重写此方法，以创建各自对应的产品。 代码示例展示了这种结构： ```java // 抽象产品（接口或抽象类） interface Road { ... } // 具体产品 class RailRoad extends Road { ... } class SandRoad extends Road { ... } // 抽象工厂 abstract class RoadFactory { public abstract Road createRoad(); } // 具体工厂1 class RailRoadFactory extends RoadFactory { @Override public Road createRoad() { return new RailRoad(); } } // 具体工厂2 class SandRoadFactory extends RoadFactory { @Override public Road createRoad() { return new SandRoad(); } } ``` 在这个例子中，`RoadFactory`定义了创建`Road`对象的接口，而具体的创建逻辑则由`RailRoadFactory`和`SandRoadFactory`这两个子类实现。当需要添加新的道路类型时，只需要创建一个新的工厂类并实现`createRoad()`方法即可，无需修改已有代码。 此外，资源还提到了UML（统一建模语言）在设计模式中的应用，红色矩形框标注了客户依赖的部分，这是UML类图中表示类间关系和依赖的方式。在设计模式中，正确使用UML可以帮助我们更好地理解和表达设计模式的结构和行为。 工厂方法模式是实现多态性和扩展性的重要手段，它通过将对象的创建过程抽象化，使得系统能够灵活应对需求的变化。结合UML进行设计，可以进一步提高代码的可读性和可维护性。