java三种工厂模式：简单工厂、工厂方法、抽象工厂

简单工厂

简单工厂模式又 叫静态工厂方法模式（Static FactoryMethod Pattern）,是通过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。

我们从一个实例展开

现在有一道面试题：使用java实现一个计算机控制台程序，要求输入数的运算，得到结果。

这道题目最原始的写法：

public class Computer {
public static void main(String[] args) {
Scanner in = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入第一个数字：");
float firstNum  = in.nextFloat();
System.out.println("请输入第二个数字：");
float secondNum  = in.nextFloat();
System.out.println("请输入运算符号：");
String countQuato = in.next();
if("+".equals(countQuato)){
System.out.println("result : "+(firstNum+secondNum));
}else if("-".equals(countQuato)){
System.out.println("result : "+(firstNum-secondNum));
}else if("*".equals(countQuato)){
System.out.println("result : "+(firstNum*secondNum));
}else if("/".equals(countQuato)){
System.out.println("result : "+(firstNum/secondNum));
}
}

上面的写法实现虽然简单，但是却没有面向对象的特性，代码拓展性差，显然不是出题者想要考察的意图。

那么面向对象编程要如何在题中体现呢？

在面向对象编程语言中，一切都是对象，所以上面运算符号也应当作对象来处理。

我们首先建立一个接口

public abstract class Operation {

public abstract float getResult(float firstNumber, float secondNumber);

}
//把符号都当做对象处理，实现此接口
public class AddOperation extends Operation {
@Override
public float getResult(float firstNumber, float secondNumber) {
return firstNumber+secondNumber;
}

}
public class SubOperation extends Operation {
@Override
public float getResult(float firstNumber, float secondNumber) {
return firstNumber-secondNumber;
}
}
public class MulOperation extends Operation {
@Override
public float getResult(float firstNumber, float secondNumber) {
return firstNumber*secondNumber;
}
}
public class DivOperation extends Operation {
@Override
public float getResult(float firstNumber, float secondNumber) {
return firstNumber/secondNumber;
}
}

//接下来需要解决的就是对象的创建问题了，既如何根据不同的情况创建不同的对象：我们正好可以通过简单工厂模式实现
public class OperationFactory {

public static Operation getOperation(String quotaFlag){
Operation o = null;
switch (quotaFlag){
case "+" :  o = new AddOperation();
case "-" :  o = new SubOperation();
case "*" :  o = new MulOperation();
case "/" :  o = new DivOperation();
default:break;
}
return o;
}
}
//调用：
public class Computer {
public static void main(String[] args) {
Scanner in = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入第一个数字：");
float firstNum  = in.nextFloat();
System.out.println("请输入第二个数字：");
float secondNum  = in.nextFloat();
System.out.println("请输入运算符号：");
String countQuato = in.next();
System.out.println(count(firstNum,secondNum,countQuato));
}
private static float count(float firstNum,float secondNum , String countQuota){
//通过工厂类获取对象
Operation operation = OperationFactory.getOperation(countQuota);
return operation.getResult(firstNum,secondNum);
}
}

简单工厂将对象的创建过程进行了封装，用户不需要知道具体的创建过程，只需要调用工厂类获取对象即可。

这种简单工厂的写法是通过switch-case来判断对象创建过程的。在实际使用过程中，违背了 开放-关闭原则，当然有些情况下可以通过反射调用来弥补这种不足。

工厂方法

工厂方法 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，工厂方法使得一个类的实例化延迟到了子类

工厂方法在简单工厂的基础上再包了一层工厂，所有的工厂都是此工厂的子类。而产生对象的类型由子类工厂决定。使用工厂方法来实现上面的加减乘除对象的创建

//定义上级工厂的接口
public interface IFractory {
public Operation generateOper();
}
//为每一个类创建工厂
/**
* 工厂方法  为每个对象生成一个工厂类
*/
public class AddOperationFactory implements IFractory{

@Override
public Operation generateOper() {
return new AddOperation();
}
}
public class SubOperationFactory implements IFractory {
@Override
public Operation generateOper() {
return new SubOperation();
}
}
public class MulOperationFactory implements IFractory {
@Override
public Operation generateOper() {
return new MulOperation();
}
}
public class DivOperationFactory implements IFractory {
@Override
public Operation generateOper() {
return new DivOperation();
}
}
//客户端代码
IFractory fractory = new AddOperationFactory();
Operation operation = fractory.generateOper();
operation.getResult(firstNum,secondNum);

工厂方法将类的实例化推迟到了其子类。所以使用工厂方法模式时，需要客户端决定实例化哪一个工厂类。选择判断问题还是存在的。也就是说，工厂方法把简单的工厂内部逻辑判断转移到了客户端来运行。你想要加的功能，本来是要改工厂类的，而现在是修改客户端。不过，我们在某些情况下通过工厂方法，只需要修改一行实例化的代码就可以实现系统元素的切换(比如切换数据源)。这也是很方便的。

抽象工厂

提供一个创建一系列相关相互依赖对象的接口，而无需指定他们具体的类。抽象工厂为不同产品族的对象创建提供接口。

使用场景：系统需要在不同产品族进行切换

代码实现：

public interface IFacfory {
public IUser createUser();
public IDepartment createDepartment();
}
public interface IUser {
public void insert();
public void getById();
}
public interface IDepartment {
public void insert();
public void getDepartmentById();
}
public class SqlServerUser implements IUser {
@Override
public void insert() {
System.out.println("insert into sqlserver.");
}

@Override
public void getById() {
System.out.println("get user by id from sqlserver.");
}
}
public class SqlServerDepartment implements IDepartment {
@Override
public void insert() {
System.out.println("insert department into sqlserver.");
}

@Override
public void getDepartmentById() {
System.out.println("get department in sqlserver by id.");
}
}

public class AccessUser implements IUser {
@Override
public void insert() {
System.out.println("insert into access");
}

@Override
public void getById() {
System.out.println("get by id from access");
}
}
public class AccessDepartment implements IDepartment {
@Override
public void insert() {
System.out.println("insert department into sqlserver.");
}

@Override
public void getDepartmentById() {
System.out.println("get department in sqlserver by id.");
}
}

//不同产品组使用一个工厂
public class SqlServerFactory implements IFacfory {
@Override
public IUser createUser() {
return new SqlServerUser();
}

@Override
public IDepartment createDepartment() {
return new SqlServerDepartment();
}
}
public class AccessFactory implements IFacfory {
@Override
public IUser createUser() {
return new AccessUser();
}

@Override
public IDepartment createDepartment() {
return new AccessDepartment();
}
}
客户端：
IFacfory facfory = new AccessFactory();
IUser user = facfory.createUser();
IDepartment department = facfory.createDepartment();
user.insert();
user.getById();
department.insert();
department.getDepartmentById();

抽象工厂最大的好处就是便于交换产品系列，具体工厂在代码中一般只出现一次。这就使得改变应用的具体工厂很容易。

第二个好处是他能让具体的创建对象实例和客户端分离，客户端是通过他们的抽象接口操作实例

抽象工厂不太易于拓展，如果需要自增功能，或者自增产品，则需要至少修改三个类，而且实例化的代码是写死在程序中的 ， 这样无法避免违背开放-关闭原则。

对于上述问题，可以通过配置文件，结合反射的方式来解决。在这里就不再啰嗦