工厂模式

　　工厂模式的定义：定义一个创建产品对象的工厂接口，将产品对象的实际创建工作推迟到具体子工厂类当中。这满足创建型模式中所要求的“创建与使用相分离”的特点。

按实际业务场景划分，工厂模式有 3 种不同的实现方式，分别是简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。

1. 简单工厂

　　简单工厂模式中创建实例的方法通常为静态（static）方法，因此简单工厂模式（Simple Factory Pattern）又叫作静态工厂方法模式（Static Factory Method Pattern）。

　　简单工厂模式有一个具体的工厂类，可以生成多个不同的产品，属于创建型设计模式。简单工厂模式不在 GoF 23 种设计模式之列。

　　简单工厂模式每增加一个产品就要增加一个具体产品类和一个对应的具体工厂类，这增加了系统的复杂度，违背了“开闭原则”。

(1) 优点和缺点

优点：

1. 工厂类包含必要的逻辑判断，可以决定在什么时候创建哪一个产品的实例。客户端可以免除直接创建产品对象的职责，很方便的创建出相应的产品。工厂和产品的职责区分明确。
2. 客户端无需知道所创建具体产品的类名，只需知道参数即可。
3. 也可以引入配置文件，在不修改客户端代码的情况下更换和添加新的具体产品类。

缺点：

1. 简单工厂模式的工厂类单一，负责所有产品的创建，职责过重，一旦异常，整个系统将受影响。且工厂类代码会非常臃肿，违背高聚合原则。
2. 使用简单工厂模式会增加系统中类的个数（引入新的工厂类），增加系统的复杂度和理解难度
3. 系统扩展困难，一旦增加新产品不得不修改工厂逻辑，在产品类型较多时，可能造成逻辑过于复杂
4. 简单工厂模式使用了 static 工厂方法，造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。

(2) 应用场景

对于产品种类相对较少的情况，考虑使用简单工厂模式。使用简单工厂模式的客户端只需要传入工厂类的参数，不需要关心如何创建对象的逻辑，可以很方便地创建所需产品。

(3) 模式的结构与实现

简单工厂模式的主要角色如下：

• 简单工厂（SimpleFactory）：是简单工厂模式的核心，负责实现创建所有实例的内部逻辑。工厂类的创建产品类的方法可以被外界直接调用，创建所需的产品对象。
• 抽象产品（Product）：是简单工厂创建的所有对象的父类，负责描述所有实例共有的公共接口。
• 具体产品（ConcreteProduct）：是简单工厂模式的创建目标。

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        
    }
    //抽象产品
    public interface Product {
        void show();
    }
    //具体产品：ProductA
    static class ConcreteProduct1 implements Product {
        public void show() {
            System.out.println("具体产品1显示...");
        }
    }
    //具体产品：ProductB
    static class ConcreteProduct2 implements Product {
        public void show() {
            System.out.println("具体产品2显示...");
        }
    }
    final class Const {
        static final int PRODUCT_A = 0;
        static final int PRODUCT_B = 1;
        static final int PRODUCT_C = 2;
    }
    static class SimpleFactory {
        public static Product makeProduct(int kind) {
            switch (kind) {
                case Const.PRODUCT_A:
                    return new ConcreteProduct1();
                case Const.PRODUCT_B:
                    return new ConcreteProduct2();
            }
            return null;
        }
    }
}

2. 工厂方法

　　工厂方法模式由抽象工厂、具体工厂、抽象产品和具体产品等4个要素构成。

(1) 模式组成

组成（角色）	关系	作用
抽象产品（Product）	具体产品的父类	描述具体产品的公共接口
具体产品（Concrete Product）	抽象产品的子类；工厂类创建的目标类	描述生产的具体产品
抽象工厂（Creator）	具体工厂的父类	描述具体工厂的公共接口
具体工厂（Concrete Creator）	抽象工厂的子类；被外界调用	描述具体工厂；实现FactoryMethod工厂方法创建产品的实例

使用步骤

步骤1： 创建抽象工厂类，定义具体工厂的公共接口； 步骤2： 创建抽象产品类 ，定义具体产品的公共接口； 步骤3： 创建具体产品类（继承抽象产品类） & 定义生产的具体产品； 步骤4：创建具体工厂类（继承抽象工厂类），定义创建对应具体产品实例的方法； 步骤5：外界通过调用具体工厂类的方法，从而创建不同具体产品类的实例

在程序设计领域，SOLID（单一功能、开闭原则、里氏替换、接口隔离以及依赖反转）是由罗伯特·C·马丁在21世纪早期引入的记忆术首字母缩略字，指代了面向对象编程和面向对象设计的五个基本原则。

抽象类是对类本质的抽象，表达的是 is a 的关系，比如：BMW is a Car。抽象类包含并实现子类的通用特性，将子类存在差异化的特性进行抽象，交由子类去实现。

而接口是对行为的抽象，表达的是 like a 的关系。比如：Bote-Royce like a Aircraft（像飞行器一样可以飞），但其本质上 is a Car。接口的核心是定义行为，即实现类可以做什么，至于实现类主体是谁、是如何实现的，接口并不关心。

/**
 * 
 * 拿铁、美式咖啡、卡布奇诺等均为咖啡家族的一种产品
 * 咖啡则作为一种抽象概念
 * @author Lsj
 *
 */
public abstract class Coffee {

    /**
     * 获取coffee名称
     * @return
     */
    public abstract String getName();
    
}


/**
 * 美式咖啡
 * @author Lsj
 *
 */
public class Americano extends Coffee {

    @Override
    public String getName() {
        return "美式咖啡";
    }

}


/**
 * 卡布奇诺
 * @author Lsj
 *
 */
public class Cappuccino extends Coffee {

    @Override
    public String getName() {
        return "卡布奇诺";
    }

}


/**
 * 拿铁
 * @author Lsj
 *
 */
public class Latte extends Coffee {

    @Override
    public String getName() {
        return "拿铁";
    }

}

定义了一个创建对象的接口，但由子类决定要实例化的类是哪一个，工厂方法让类把实例化推迟到了子类。

 /**
 * 定义一个抽象的咖啡工厂
 * @author Lsj
 */
public abstract class CoffeeFactory {
    
    /**
     * 生产可制造的咖啡
     * @return
     */
    public abstract Coffee[] createCoffee();

}


/**
 * 中国咖啡工厂
 * @author Lsj
 *
 */
public class ChinaCoffeeFactory extends CoffeeFactory {

    @Override
    public Coffee[] createCoffee() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new Coffee[]{new Cappuccino(), new Latte()};
    }

}


/**
 * 美国咖啡工厂
 * @author Lsj
 *
 */
public class AmericaCoffeeFactory extends CoffeeFactory {

    @Override
    public Coffee[] createCoffee() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new Coffee[]{new Americano(), new Latte()};
    }

}


/**
 * 工厂方法测试
 * @author Lsj
 *
 */
public class FactoryMethodTest {

    static void print(Coffee[] c){
        for (Coffee coffee : c) {
            System.out.println(coffee.getName());
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        CoffeeFactory chinaCoffeeFactory = new ChinaCoffeeFactory();
        Coffee[] chinaCoffees = chinaCoffeeFactory.createCoffee();
        System.out.println("中国咖啡工厂可以生产的咖啡有：");
        print(chinaCoffees);
        CoffeeFactory americaCoffeeFactory = new AmericaCoffeeFactory();
        Coffee[] americaCoffees = americaCoffeeFactory.createCoffee();
        System.out.println("美国咖啡工厂可以生产的咖啡有：");
        print(americaCoffees);
    }
}

3. 抽象工厂

定义：为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口，而且无需指定他们的具体类。

/**
 * 抽象的饮料产品家族制造工厂
 * @author Lsj
 *
 */
public interface AbstractDrinksFactory {

    /**
     * 制造咖啡
     * @return
     */
    Coffee createCoffee();
    
    /**
     * 制造茶
     * @return
     */
    Tea createTea();
    
    /**
     * 制造碳酸饮料
     * @return
     */
    Sodas createSodas();
}


/**
 * 中国饮品工厂
 * 制造咖啡与茶
 * @author Lsj
 *
 */
public class ChinaDrinksFactory implements AbstractDrinksFactory {

    @Override
    public Coffee createCoffee() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new Latte();
    }

    @Override
    public Tea createTea() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new MilkTea();
    }

    @Override
    public Sodas createSodas() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return null;
    }

}


/**
 * 美国饮品制造工厂
 * 制造咖啡和碳酸饮料
 * @author Lsj
 *
 */
public class AmericaDrinksFactory implements AbstractDrinksFactory {

    @Override
    public Coffee createCoffee() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new Latte();
    }

    @Override
    public Tea createTea() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return null;
    }

    @Override
    public Sodas createSodas() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new CocaCola();
    }

}


/**
 * 抽象工厂测试类
 * @author Lsj
 *
 */
public class AbstractFactoryTest {
    
    static void print(Drink drink){
        if(drink == null){
            System.out.println("产品：--" );
        }else{
            System.out.println("产品：" + drink.getName());
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        AbstractDrinksFactory chinaDrinksFactory = new ChinaDrinksFactory();
        Coffee coffee = chinaDrinksFactory.createCoffee();
        Tea tea = chinaDrinksFactory.createTea();
        Sodas sodas = chinaDrinksFactory.createSodas();
        System.out.println("中国饮品工厂有如下产品：");
        print(coffee);
        print(tea);
        print(sodas);
        
        AbstractDrinksFactory americaDrinksFactory = new AmericaDrinksFactory();
        coffee = americaDrinksFactory.createCoffee();
        tea = americaDrinksFactory.createTea();
        sodas = americaDrinksFactory.createSodas();
        System.out.println("美国饮品工厂有如下产品：");
        print(coffee);
        print(tea);
        print(sodas);
    }

}

简单工厂：不能算是真正意义上的设计模式，但可以将客户程序从具体类解耦。

工厂方法：使用继承，把对象的创建委托给子类，由子类来实现创建方法，可以看作是抽象工厂模式中只有单一产品的情况。

抽象工厂：使对象的创建被实现在工厂接口所暴露出来的方法中。

工厂模式可以帮助我们针对抽象/接口编程，而不是针对具体类编程，在不同的场景下按具体情况来使用。

参考

www.cnblogs.com/kubixueshen…

c.biancheng.net/view/1348.h…