设计模式学习（二）之工厂模式(简单工厂+工厂方法+抽象工厂)

写在前面：说好的这周五就有结果呢，其实心里还是蛮忐忑的，不过自己选择的路，跪着也要走完。还是好好复习重新吧。

工厂模式属于创建型模式。当我们在撸码的时候，如果在A类里创建一个B类的对象，那么A和B就产生了依赖关系，当后期需求发生变更时需要修改B，那么就需要修改所有相关的类。工厂模式正是为了解决该问题，目的是为了解耦。

1.简单工厂模式

简单工厂模式又叫做静态工厂方法模式，它不属于23种GOF设计模式之一，可以把它看做是工厂方法模式的一种特殊模式。

简单工厂模式就是由一个工厂类根据传入的参数决定创建哪一种的产品类。

意图：定义一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。

主要解决：主要解决接口选择的问题。

何时使用：我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。

如何解决：让其子类实现工厂接口，返回的也是一个抽象的产品。

关键代码：创建过程在其子类执行。

应用实例： 1、您需要一辆汽车，可以直接从工厂里面提货，而不用去管这辆汽车是怎么做出来的，以及这个汽车里面的具体实现。 2、Hibernate 换数据库只需换方言和驱动就可以。

优点： 1、一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。 2、扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。 3、屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。

缺点：每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统

复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。

使用场景： 1、日志记录器：记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等，用户可以选择记录日志到什么地方。 2、数据库访问，当用户不知道最后系统采用哪一类数据库，以及数据库可能有变化时。 3、设计一个连接服务器的框架，需要三个协议，"POP3"、"IMAP"、"HTTP"，可以把这三个作为产品类，共同实现一个接口。

注意事项：作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式，而简单对象，特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度。

该模式存在4种角色：

工厂类：是指具体产品类角色直接调用者。

抽象产品类：接口或抽象类，负责具体产品角色的定义以及与客户端的交互。

具体产品类：被工厂类创建的对象，也是客户端实际操作对象。

客户端：调用工厂类产生实例，并调用实例的方法进行相应工作。

实现：

//抽象产品
public interface Shape {
void draw();
}

//具体产品
public class Square implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Square::draw() method.");
}
}

//具体产品
public class Circle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
}
}

//工厂类
public class ShapeFactory {
//使用 getShape 方法获取形状类型的对象
public Shape getShape(String shapeType){
if(shapeType == null){
return null;
}
if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
return new Circle();
} else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
return new Square();
}
return null;
}
}

//客户端
public class FactoryPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();
Shape s = shapeFactory.getShape("CIRCLE");
s.draw();
s = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
s.draw();
}
}

结果：
Inside Circle::draw() method.
Inside Square::draw() method.

2.工厂方法模式

工厂方法模式解决了简单工厂模式的一些问题。实现了“开-闭”原则，实现了可扩展。具有更复杂的结构，应用于产品结果复杂的场合。

工厂方法模式对简单工厂模式进行了抽象，该模式主要存在以下几种角色：

抽象工厂类：可以是抽象类或接口，这个类不负责具体的产品生产，只制定一些规范，具体的生产工作由其子类完成。

具体工厂类：真正执行生产工作的类。

抽象产品类：接口或抽象类，负责具体产品角色的定义以及与客户端的交互。

具体产品类：被工厂类创建的对象，也是客户端实际操作对象。

客户端：调用工厂类产生实例，并调用实例的方法进行相应工作。

在这个模式中，工厂类和产品类往往可以依次对应。即一个抽象工厂对应一个抽象产品，一个具体工厂对应一个具体产品，这个具体的工厂就负责生产对应的产品。 如下图所示：



解决问题：多了一个新对象，只需添加一套对应的工厂和产品就可以了，不需要修改原代码，或只需进行少量的修改。

实现：

//抽象产品
public interface Icar{
public void docar();
}
//实体产品A
public class bwm implements Icar{
public void docar(){
System.out.println("我是宝马，别摸我");
}
}
//实体产品B
public class buick implements Icar{
public void docar(){
System.out.println("我是别克，很酷");
}
}
//抽象工厂
public interface Icarfactory{
public Icar createCar();
}
//实体工厂A
public class bmwFactory implements Icarfactory{
public Icar createCar(){
return new bwm();
}
}
//实体工厂B
public class buickFactory implements Icarfactory{
public Icar createCar(){
return new buick();
}
}
//客户端测试
public class test{
public static void main(String []args){
Icarfactory factory=new bmwFactory();
Icar bwm= factory.createCar();
bwm.docar();

factory=new buickFactory();
Icar buick= factory.createCar();
buick.docar();
}
}
结果：

我是宝马，别摸我
我是别克，很酷

3.抽象工厂模式

抽象工厂模式是指当有多个抽象角色时，使用的一种工厂模式。抽象工厂模式可以向客户端提供一个接口，使客户端在不必指定产品的具体的情况下，创建多个产品族中的产品对象。根据LSP原则，任何接受父类型的地方，都应当能够接受子类型。因此，实际上系统所需要的，仅仅是类型与这些抽象产品角色相同的一些实例，而不是这些抽象产品的实例。换言之，也就是这些抽象产品的具体子类的实例。工厂类负责创建抽象产品的具体子类的实例。

抽象工厂模式与工厂方法模式的区别：

抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，他用来创建一组相关或者相互依赖的对象。他与工厂方法模式的区别就在于，工厂方法模式针对的是一个产品等级结构；而抽象工厂模式则是针对的多个产品等级结构。在编程中，通常一个产品结构，表现为一个接口或者抽象类，也就是说，工厂方法模式提供的所有产品都是衍生自同一个接口或抽象类，而抽象工厂模式所提供的产品则是衍生自不同的接口或抽象类。

意图：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。

主要解决：主要解决接口选择的问题。

何时使用：系统的产品有多于一个的产品族，而系统只消费其中某一族的产品。

如何解决：在一个产品族里面，定义多个产品。

关键代码：在一个工厂里聚合多个同类产品。

优点：当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。

缺点：产品族扩展非常困难，要增加一个系列的某一产品，既要在抽象的 Creator 里加代码，又要在具体的里面加代码。

使用场景：
一个继承体系中，如果存在着多个等级结构（即存在着多个抽象类），并且分属各个等级结构中的实现类之间存在着一定的关联或者约束，就可以使用抽象工厂模式。假如各个等级结构中的实现类之间不存在关联或约束，则使用多个独立的工厂来对产品进行创建，则更合适一点。例如1、QQ 换皮肤，一整套一起换。 2、生成不同操作系统的程序。

注意事项：产品族难扩展，产品等级易扩展。

在抽象工厂模式中，有一个产品族的概念：所谓的产品族，是指位于不同产品等级结构中功能相关联的产品组成的家族。抽象工厂模式所提供的一系列产品就组成一个产品族；而工厂方法提供的一系列产品称为一个等级结构。我们依然拿生产汽车的例子来说明他们之间的区别。

角色分配：

抽象工厂类：可以是抽象类或接口，这个类不负责具体的产品生产，只制定一些规范，具体的生产工作由其子类完成。

具体工厂类：真正执行生产工作的类。

抽象产品类：接口或抽象类，负责具体产品角色的定义以及与客户端的交互。

具体产品类：被工厂类创建的对象，也是客户端实际操作对象。

客户端：调用工厂类产生实例，并调用实例的方法进行相应工作。

实现：

//抽象产品类1
interface IProduct1 {
public void show();
}
//抽象产品类2
interface IProduct2 {
public void show();
}
//具体产品类1
class Product1 implements IProduct1 {
public void show() {
System.out.println("这是1型产品");
}
}
//具体产品类2
class Product2 implements IProduct2 {
public void show() {
System.out.println("这是2型产品");
}
}
//抽象工厂
interface IFactory {
public IProduct1 createProduct1();
public IProduct2 createProduct2();
}
//具体工厂
class Factory implements IFactory{
public IProduct1 createProduct1() {
return new Product1();
}
public IProduct2 createProduct2() {
return new Product2();
}
}
//客户端
public class Client {
public static void main(String[] args){
IFactory factory = new Factory();
factory.createProduct1().show();
factory.createProduct2().show();
}
}

结果：
这是1型产品
这是2型产品