java设计模式－工厂模式

在java中，通常使用new操作符创建对象的实例。但是在一些情况下，new操作符直接生成对象会带来一些问题，例如：许多类型的实例的创建，可能要求你计算或取得对象的初始设置；选择生成哪个子对象实例；在对象生成前必须要进行一些辅助对象的生成等。这种情况下，新对象的建立是一个过程，而不是一个操作。
这时候问题就来了：你如何能轻松的构建对象的实例，而不需要去了解和关心构建对象的细节和复杂度呢？
解决方法：建立一个工厂来创建对象。

工厂模式主要为了创建对象提供过渡接口，以便将创建对象的具体过程屏蔽隔离起来，达到提高灵活性的目的。

一、 分类

工厂模式主要分为如下三类

• 简单工厂模式(Simple Factory)：不利于产生系列产品
• 工厂方法模式(Factory Method)：多称为多形性工厂
• 抽象工厂模式(Abstract Factory)：又称为工具箱，产生产品族，但不利于产生新的产品

这三种模式从上到下逐步抽象，并且更具有一般性。
也有将工厂模式分为两类：工厂方法模式和抽象工厂模式。将简单工厂模式看作工厂方法模式的一种特例，两者归为一类。

二、 简单工厂模式(Simple Factory)

简单工厂模式又称静态工厂方法模式。简单工厂模式存在目的很简单，就是定义一个用于创建对象的接口。
在简单工厂模式中，一个工厂类处于对产品类实例化调用的中心位置上，它决定哪一个产品应当被实例化。
它的组成为：

1. 工厂类角色：简单工厂模式设计的核心，含有一定的商业逻辑和判断逻辑，在java中它往往由一个具体类来实现。
2. 抽象产品角色：它一般是具体产品集成的父类或者实现的接口，在java中由接口或者抽象类来实现。
3. 具体产品角色：工厂类所能创建的对象就是此角色的实例，java中由一个具体类来实现。

//定义接口类，包含生成商品的方法
public interface IProduct {
    void getProductName();
}
//定义具体商品类，实现创建实际商品的方法
public class ProductA implements IProduct {
    public void getProductName() {
        System.out.println("This is ProductA");
    }
}
public class ProductB implements IProduct {
    public void getProductName() {
        System.out.println("This is ProductB");
    }
}
//定义工厂类，根据条件生成对应的商品
public class ProductFactory {
    public IProduct createProduct(String productType) {
        IProduct product = null;
        if (productType.equals("A")) {
            product = new ProductA();

        } else if (productType.equals("B")) {
            product = new ProductB();

        } else {
        }
        return product;
    }
}
//实际使用，调用工厂类生成商品，然后输出商品属性
public class TestProduct {
    public static void main(String[] args) {
        ProductFactory productFactory = new ProductFactory();
        IProduct product = productFactory.createProduct("A");
        product.getProductName();
        product = productFactory.createProduct("B");
        product.getProductName();
    }
}

三、 工厂方法模式

工厂方法模式是简单工厂模式的进一步抽象化和推广，工厂方法模式里不再只由一个工厂类决定哪一个产品类应当被实例化。这个决定被交给抽象工厂的子类去做。
来看下它的组成：

   1)抽象工厂角色： 这是工厂方法模式的核心，它与应用程序无关。是具体工厂角色必须实现的接口或者必须继承的父类。在java中它由抽象类或者接口来实现。
   2)具体工厂角色：它含有和具体业务逻辑有关的代码。由应用程序调用以创建对应的具体产品的对象。
   3)抽象产品角色：它是具体产品继承的父类或者是实现的接口。在java中一般由抽象类或者接口来实现。
   4)具体产品角色：具体工厂角色所创建的对象就是此角色的实例。在java中由具体的类来实现。

工厂方法模式使用继承自抽象工厂角色的多个子类来代替简单工厂模式中的“上帝类”。正如上面所说，这样便分担了对象承受的压力；而且这样使得结构变得灵活 起来——当有新的产品产生时，只要按照抽象产品角色、抽象工厂角色提供的合同来生成，那么就可以被客户使用，而不必去修改任何已有的代码。可以看出工厂角色的结构也是符合开闭原则的！

//增加工厂接口
public interface IFactory {
    IProduct createProduct();
}
//定义具体工厂类，实现工厂接口。调用实际商品的生成方法
public class ProductFactoryA implements IFactory {
    public IProduct createProduct() {
        IProduct product = new ProductA();
        return product;
    }
}
public class ProductFactoryB implements IFactory {
    public IProduct createProduct() {
        IProduct product = new ProductB();
        return product;
    }
}
//修改调用方法为
public class TestProduct {
    public static void main(String[] args) {
        IFactory factoryA = new ProductFactoryA();
        IProduct productA = factoryA.createProduct();
        productA.getProductName();
        IFactory factoryB = new ProductFactoryA();
        IProduct productB = factoryB.createProduct();
        productB.getProductName();
    }
}

工厂方法形式，在原有每种商品单个接口实现类的基础上，增加对用的工厂接口实现类，这无疑会增加代码量，尤其在商品品种增加的情况下。因为如果不能避免这种情 况，可以考虑使用简单工厂模式与工厂方法模式相结合的方式来减少工厂类：即对于产品树上类似的种类（一般是树的叶子中互为兄弟的）使用简单工厂模式来实现。

四、 简单工厂和工厂方法模式的比较

工厂方法模式和简单工厂模式在定义上的不同是很明显的。工厂方法模式的核心是一个抽象工厂类,而不像简单工厂模式, 把核心放在一个实类上。工厂方法模式可以允许很多实的工厂类从抽象工厂类继承下来, 从而可以在实际上成为多个简单工厂模式的综合,从而推广了简单工厂模式。
反过来讲,简单工厂模式是由工厂方法模式退化而来。设想如果我们非常确定一个系统只需要一个实的工厂类, 那么就不妨把抽象工厂类合并到实的工厂类中去。而这样一来,我们就退化到简单工厂模式了。

五、 抽象工厂模式

抽象工厂对应的是产品族的概念，如果有多种产品，则工厂类应该可以创建多种产品的实例。增加新的一类产品线很方便，但是不好增加新的产品到产品族中。
工厂模式中往往是创建一类商品，而抽象工厂中是同时可以创建多种品类商品。

//新增抽象工厂接口类，实现多种类型商品的创建
public interface IAbstractFactory {
    IProductA createProductA();
    IProductB createProductB();
}
//定义抽象工厂的具体实现工厂类，进行实际商品的创建
public class AbFactory implements IAbstractFactory {
    public IProductA createProductA() {
        return new ProductA();
    }

    public IProductB createProductB() {
        return new ProductB();
    }
}
//修改调用方法为
public class TestProduct {
    public static void main(String[] args) {
        IAbstractFactory abstractFactory = new AbFactory();
        IProductA productA = abstractFactory.createProductA();
        productA.getProductName();
        IProductB productB = abstractFactory.createProductB();
        productB.getProductName();
    }
}

六、 总结

（1）简单工厂模式是由一个具体的类去创建其他类的实例，父类是相同的，父类是具体的。
（2）工厂方法模式是有一个抽象的父类定义公共接口，子类负责生成具体的对象，这样做的目的是将类的实例化操作延迟到子类中完成。
（3）抽象工厂模式提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定他们具体的类。它针对的是有多个产品的等级结构。而工厂方法模式针对的是一个产品的等级结构。

参照：
学习：java设计模式—工厂模式