设计模式-工厂模式
工厂模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。
工厂模式分类三类：（在《设计模式》一书中将简单工厂模式与工厂方法模式合称为工厂方法模式）
- 简单工厂模式(Simple Factory)
- 工厂方法模式(Factory Method)
- 抽象工厂模式(Abstract Factory)
简单工厂模式(Simple Factory)
建立一个工厂（一个函数或一个类方法）来制造新的对象。
简单工厂模式(Simple Factory Pattern)：又称为静态工厂方法(Static Factory Method)模式，它属于类创建型模式。在简单工厂模式中，可以根据自变量的不同返回不同类的实例。简单工厂模式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。
简单工厂模式优点
- 工厂类含有必要的判断逻辑，可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例，客户端可以免除直接创建产品对象的责任，而仅仅“消费”产品；简单工厂模式通过这种做法实现了对责任的分割，它提供了专门的工厂类用于创建对象。
- 客户端无须知道所创建的具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的参数即可，对于一些复杂的类名，通过简单工厂模式可以减少使用者的记忆量。
- 通过引入配置文件，可以在不修改任何客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类，在一定程度上提高了系统的灵活性。
简单工厂模式缺点
- 由于工厂类集中了所有产品创建逻辑，一旦不能正常工作，整个系统都要受到影响。
- 使用简单工厂模式将会增加系统中类的个数，在一定程序上增加了系统的复杂度和理解难度。
- 系统扩展困难，一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑，在产品类型较多时，有可能造成工厂逻辑过于复杂，不利于系统的扩展和维护。
- 简单工厂模式由于使用了静态工厂方法，造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。
简单工厂模式示例
定义抽象产品类
/**
* 交通工具
*
* @author jiangliuhong
*/
public abstract class Vehicle {
public abstract void run();
}/**
* 汽车基础类
* @author jiangliuhong
*/
public class Car extends Vehicle {
private Double speed;
private String name;
Car(Double speed, String name) {
this.speed = speed;
this.name = name;
}
public Double getSpeed() {
return speed;
}
public void setSpeed(Double speed) {
this.speed = speed;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void run() {
System.out.println(getName() + " speed is :" + getSpeed());
}
}定义具体的汽车实现类
/**
* 小汽车
* @author jiangliuhong
*/
public class SedanCar extends Car {
public SedanCar() {
super(200D,"SedanCar");
}
}
/**
* 摩托车
* @author jiangliuhong
*/
public class Motobike extends Car {
public Motobike() {
super(120D, "Motobike");
}
}定义工厂类
/**
* 汽车工厂类
* @author jiangliuhong
* @date
*/
public class CarFactory {
public static Vehicle createCar(CarType carType) {
switch (carType) {
case MOTOBIKE:
return new Motobike();
case SEDANCAR:
return new SedanCar();
default:
return null;
}
}
}/**
* 汽车类别
* @author jiangliuhong
*/
public enum CarType {
/** 小汽车 */
SEDANCAR,
/** 摩托车 */
MOTOBIKE;
}模拟运行
/**
* @author jiangliuhong
*/
public class SimpleMain {
public static void main(String[] args) {
Vehicle v1 = CarFactory.createCar(CarType.MOTOBIKE);
v1.run();
Vehicle v2 = CarFactory.createCar(CarType.SEDANCAR);
v2.run();
}
}控制台输出
Motobike speed is :120.0
SedanCar speed is :200.0工厂方法模式(Factory Method)
工厂方法模式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是一个类的实例化延迟到其子类。
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。
工厂方法模式优点
- 在工厂方法模式中，工厂方法用来创建客户所需要的产品，同时还向客户隐藏了哪种具体产品类将被实例化这一细节，用户只需要关心所需产品对应的工厂，无需关心创建细节，甚至无需知道具体产品类的类名
- 基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键。它能够使工厂可以自主确定创建何种产品对象，而如何创建这个对象的细节则完全封装在具体工厂内部。工厂方法模式之所以又被称为多态工厂模式，正是因为所有的具体工厂类都具有同一抽象父类
- 使用工厂方法模式的另一个优点是在系统中加入新产品时，无需修改抽象工厂和抽象产品提供的接口，无需修改客户端，也无需修改其他的具体工厂和具体产品，而只要添加一个具体工厂和具体产品就可以了，这样，系统的可扩展性也就变得非常好，完全符合“开闭原则”
工厂方法模式缺点
- 在添加新产品时，需要编写新的具体产品类，而且还要提供与之对应的具体工厂类，系统中类的个数将成对增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，有更多的类需要编译和运行，会给系统带来一些额外的开销
- 由于考虑到系统的可扩展性，需要引入抽象层，在客户端代码中均使用抽象层进行定义，增加了系统的抽象性和理解难度，且在实现时可能需要用到DOM、反射等技术，增加了系统的实现难度
工厂方法模式示例
Factory方法
/**
* 工厂方法接口
*
* @author jiangliuhong
*/
public interface VehicleFacotry {
/**
* 创建交通工具
* @return
*/
public Vehicle createVehicle();
}
public interface CarFactory extends VehicleFacotry {
}
public class MotobikeFactory implements CarFactory {
@Override
public Vehicle createVehicle() {
return new Motobike();
}
}
public class SedanCarFactory implements CarFactory {
@Override
public Vehicle createVehicle() {
return new SedanCar();
}
}抽象工厂模式(Abstract Factory)
抽象工厂模式提供一个创建一系列或相互依赖的对象的接口，而无需指定它们具体的类。
抽象工厂模式优点
- 隔离了具体类的生成，使得用户不需要知道什么被创建了。
- 当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能够保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。
抽象工厂模式缺点
- 添加新的产品对像时，难以扩展抽象工厂以便生产新种类的产品。
抽象工厂模式示例
定义ProductB
public abstract class Tv {
public abstract void player();
}
public class LeTv extends Tv {
@Override
public void player() {
System.out.println("player LeTv");
}
}
public class ChangTv extends Tv {
@Override
public void player() {
System.out.println("player ChangTv");
}
}定义Factory
public interface Factory {
public Tv createTv();
public Vehicle createVehicle();
}
public class ConOneFactory implements Factory {
@Override
public Tv createTv() {
return new LeTv();
}
@Override
public Vehicle createVehicle() {
return new Motobike();
}
}
public class ConTwoFactory implements Factory {
@Override
public Tv createTv() {
return new ChangTv();
}
@Override
public Vehicle createVehicle() {
return new SedanCar();
}
}参考资料
