Header First设计模式学习笔记——工厂模式

一、简单工厂

定义：定义一个创建对象的接口，但是由其子类决定要实例化的对象是哪一个，工厂方法让类的实例化推迟到子类。

通俗的来讲就是由工厂方法确定一个框架，具体的实现由其子类来完成。与简单工厂相比，简单工厂可是完成了整个对象的创建。

严格的来说简单工厂并不是一种设计模式，他更像是一种编程习惯。

代码说明一切！

1、这是一个简单工厂

package my.oschina.net.design.factory;

public class SimplePizzaFactory {

/**
* 根据传入的type参数，返回相应的pizza
* @param type
* @return
*/
public Pizza createPizza(String type) {
Pizza pizza = null;

if (type.equals("cheese")) {
pizza = new CheesePizza();
} else if (type.equals("pepperoni")) {
pizza = new PepperoniPizza();
} else if (type.equals("clam")) {
pizza = new ClamPizza();
} else if (type.equals("veggie")) {
pizza = new VeggiePizza();
}
return pizza;
}
}

2、这是一个pizza的store

package my.oschina.net.design.factory;

public class PizzaStore {
//通过组合的使用，加上一个简单工厂SimplePizzaFactory的引用，用于创建pizza
SimplePizzaFactory factory;

public PizzaStore(SimplePizzaFactory factory) {
this.factory = factory;
}

public Pizza orderPizza(String type) {
Pizza pizza;
//调用简单工厂SimplePizzaFactory的createPizza(type)方法创建pizza
pizza = factory.createPizza(type);

pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();

return pizza;
}
}

我们可以看到，当我们需要一个pizza时并不需要知道该如何创建具体的pizza，我们只要调用一个简单工厂的方法，工厂就会给我们返回一个pizza，很炫酷！（更深一步，我们可以加入第一个模式——策略模式，也就是说可以动态的设置不同的简单工厂，从而让简单工厂返回不同的pizza）

其实，大家在写代码的时候都或多或少的用到过这个code习惯。比如说在写一些项目的时候，我们会额外加一个叫作utils的包，里面基本上都是一些类的静态方法或者叫做工具函数（像一些提取特定字符串啊等）。这其实就是静态工厂（我们不需要创建对象就可以通过其类名调用想用的工具函数），而与普通的简单工厂相比，他不能通过继承改变创建对象的行为。

二、工厂方法模式

看完简单工厂，你可能会说，哟，不错哦！那我们为什么还要使用工厂方法模式呢？

仔细想想，假如我们又出新产品了，不仅有cheese， peperoni， clam， vegie的pizza还有什么白菜，萝卜，西瓜pizza，意思就是说我们的产品可是变化着的，那问题来了，我们会不可避免的修改代码，什么？修改类的代码！那就不好了！head first 曾提及过一个原则叫做开放关闭原则，大概的意思是说，类应该对扩展开放（你可以通过继承来扩展这个类），而对修改关闭（你要是想要修改我这个类，我就不愿意了）。

很明显啊！简单工厂要想实现产品的更新工作，就必须要违反这个原则！那肿么办呢？好吧，来看看工厂方法模式。

来看看我们新的PizzaStore（这是一个abstract类，不能创建这个类的对象）

package my.oschina.net.design.factory;
/**
* 这是一个抽象类，通过继承实现createPizza方法，
* 我们可以创建不同的对象
* @author Eswin
*
*/
public abstract class PizzaStore {

//这里定义一个工厂方法
abstract Pizza createPizza(String item);

public Pizza orderPizza(String type) {

Pizza pizza = createPizza(type);

System.out.println("--- Making a " + pizza.getName() + " ---");
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();

return pizza;
}
}

再来看两个他的子类（通过继承我们实现了超类代码和子类创建对象的代码的解耦）

package my.oschina.net.design.factory;

public class ChicagoPizzaStore extends PizzaStore {

Pizza createPizza(String item) {
if (item.equals("cheese")) {
return new ChicagoStyleCheesePizza();
} else if (item.equals("veggie")) {
return new ChicagoStyleVeggiePizza();
} else if (item.equals("clam")) {
return new ChicagoStyleClamPizza();
} else if (item.equals("pepperoni")) {
return new ChicagoStylePepperoniPizza();
} else return null;
}
}

package my.oschina.net.design.factory;

public class NYPizzaStore extends PizzaStore {

Pizza createPizza(String item) {
if (item.equals("cheese")) {
return new NYStyleCheesePizza();
} else if (item.equals("veggie")) {
return new NYStyleVeggiePizza();
} else if (item.equals("clam")) {
return new NYStyleClamPizza();
} else if (item.equals("pepperoni")) {
return new NYStylePepperoniPizza();
} else return null;
}
}

检验代码

package my.oschina.net.design.factory;

public class PizzaTestDrive {

public static void main(String[] args) {
PizzaStore nyStore = new NYPizzaStore();
PizzaStore chicagoStore = new ChicagoPizzaStore();

Pizza pizza = nyStore.orderPizza("cheese");
System.out.println("Ethan ordered a " + pizza.getName() + "\n");

pizza = chicagoStore.orderPizza("cheese");
System.out.println("Joel ordered a " + pizza.getName() + "\n");

pizza = nyStore.orderPizza("clam");
System.out.println("Ethan ordered a " + pizza.getName() + "\n");

pizza = chicagoStore.orderPizza("clam");
System.out.println("Joel ordered a " + pizza.getName() + "\n");
}
}

这样，我们通过不同的store（不同的子类）相同的orderPizza方法就可以创造出不同的pizza！

三、抽象工厂

定义：提供一个接口，用于创建一组相关的或者相依赖的的家族，而不需明确指明具体类。

在我理解就是纯粹的工厂方法的叠加，他提供一个创建一系列相关联的一组对象的接口，由实现这个接口的类来具体实现各个对象的创建工作

先来定义一个接口PizzaIngredientFactory，他定义了一系列的创建Pizza材料的方法

package my.oschina.net.design.abstract_actory;

public interface PizzaIngredientFactory {

public Dough createDough();
public Sauce createSauce();
public Cheese createCheese();
public Veggies[] createVeggies();
public Pepperoni createPepperoni();
public Clams createClam();

}

看他的两个子类（准确的说是实现了这个接口的类）

package my.oschina.net.design.abstract_actory;

public class NYPizzaIngredientFactory implements PizzaIngredientFactory {

public Dough createDough() {
return new ThinCrustDough();
}

public Sauce createSauce() {
return new MarinaraSauce();
}

public Cheese createCheese() {
return new ReggianoCheese();
}

public Veggies[] createVeggies() {
Veggies veggies[] = { new Garlic(), new Onion(), new Mushroom(), new RedPepper() };
return veggies;
}

public Pepperoni createPepperoni() {
return new SlicedPepperoni();
}

public Clams createClam() {
return new FreshClams();
}
}

package my.oschina.net.design.abstract_actory;

public class ChicagoPizzaIngredientFactory
implements PizzaIngredientFactory
{

public Dough createDough() {
return new ThickCrustDough();
}

public Sauce createSauce() {
return new PlumTomatoSauce();
}

public Cheese createCheese() {
return new MozzarellaCheese();
}

public Veggies[] createVeggies() {
Veggies veggies[] = { new BlackOlives(),  new Spinach(), new Eggplant() };
return veggies;
}

public Pepperoni createPepperoni() {
return new SlicedPepperoni();
}

public Clams createClam() {
return new FrozenClams();
}
}

看看我们的CheesePizza类和ClamPizza类的创建

package my.oschina.net.design.abstract_actory;

public class CheesePizza extends Pizza {
//这里组合了一个PizzaIngredientFactory对象的引用，用于提供不同的原料
PizzaIngredientFactory ingredientFactory;

/**
* 通过传入一个PizzaIngredientFactory原料工厂，我们可以在制作Pizza的时候动态的产生所需要的原料
* @param ingredientFactory
*/

public CheesePizza(PizzaIngredientFactory ingredientFactory) {
this.ingredientFactory = ingredientFactory;
}

void prepare() {
System.out.println("Preparing " + name);
dough = ingredientFactory.createDough();
sauce = ingredientFactory.createSauce();
cheese = ingredientFactory.createCheese();
}
}

package my.oschina.net.design.abstract_actory;

public class ClamPizza extends Pizza {
PizzaIngredientFactory ingredientFactory;

public ClamPizza(PizzaIngredientFactory ingredientFactory) {
this.ingredientFactory = ingredientFactory;
}

void prepare() {
System.out.println("Preparing " + name);
dough = ingredientFactory.createDough();
sauce = ingredientFactory.createSauce();
cheese = ingredientFactory.createCheese();
clam = ingredientFactory.createClam();
}
}

再来看看改进后的NYPPizzaStore

package my.oschina.net.design.abstract_actory;

public class NYPizzaStore extends PizzaStore {

protected Pizza createPizza(String item) {
Pizza pizza = null;
PizzaIngredientFactory ingredientFactory = new NYPizzaIngredientFactory();

if (item.equals("cheese")) {

pizza = new CheesePizza(ingredientFactory);
pizza.setName("New York Style Cheese Pizza");

} else if (item.equals("veggie")) {

pizza = new VeggiePizza(ingredientFactory);
pizza.setName("New York Style Veggie Pizza");

} else if (item.equals("clam")) {

pizza = new ClamPizza(ingredientFactory);
pizza.setName("New York Style Clam Pizza");

} else if (item.equals("pepperoni")) {

pizza = new PepperoniPizza(ingredientFactory);
pizza.setName("New York Style Pepperoni Pizza");

}
return pizza;
}
}

对于此时的NYPPizzaStore，创建具体的Pizza的时候我们就要传入一个PizzaIngredientFactory对象了！

四、三者的比较

对于简单工厂，所有的对象的创建由简单工厂全权负责，只要最后可以给我们返回一个我们需要的对象就可以了，他的运用是通过组合的方式实现的；

对于工厂方法，抽象的父类提供一个对象创建的接口，具体对象的创建推迟到子类中去实现，从而实现扩展；

对于抽象工厂，可以看成是工厂方法的叠加，他提供了创建一系列相关的对象的接口，由各个子类去实现，他的运用也是通过组合的方式实现的。