创建型模式之：
- 单例模式
工厂模式- 构造者模式
- 克隆模式
1.工厂模式产生的原因？
工厂模式是一种创建型设计模式，其目的是封装对象的创建过程，以便在整个系统中灵活地创建对象。工厂模式有多种形式，包括简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。
1. 简单工厂模式的起源：
简单工厂模式是工厂模式中最基本的形式。它的起源可以追溯到基于流水线生产的工业时代。在这个时代，产品的生产被分为多个步骤，每个步骤由专门的工人或机器完成。这种分工使得生产过程更加高效，每个工人或机器专注于自己的任务。
类比到软件设计中，简单工厂模式的思想是将对象的创建过程封装在一个工厂类中，客户端只需要通过工厂类获取所需的对象，而不需要关心对象的创建细节。这种方式使得系统更加灵活，客户端与具体产品的实现解耦。
2.有哪些工厂模式？
前面了解了工厂模式主要分为3种，那举个例子说明下他们的区别：假设我们有一个形状（Shape）的层次结构，包括圆形（Circle）和矩形
2.1工厂模式
在工厂模式中，有一个单一的工厂负责创建不同类型的产品
// 形状接口
interface Shape {
void draw();
}
// 圆形实现
class Circle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Draw a Circle");
}
}
// 矩形实现
class Rectangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Draw a Rectangle");
}
}
// 形状工厂
class ShapeFactory {
public Shape createShape(String type) {
if ("Circle".equalsIgnoreCase(type)) {
return new Circle();
} else if ("Rectangle".equalsIgnoreCase(type)) {
return new Rectangle();
}
return null;
}
}
使用工厂模式：
public class Client {
public static void main(String[] args) {
ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();
Shape circle = shapeFactory.createShape("Circle");
circle.draw(); // Draw a Circle
Shape rectangle = shapeFactory.createShape("Rectangle");
rectangle.draw(); // Draw a Rectangle
}
}
2.2工厂方法模式
在工厂方法模式中，每个具体的产品有对应的工厂类。
// 形状工厂接口
interface ShapeFactory {
Shape createShape();
}
// 圆形工厂
class CircleFactory implements ShapeFactory {
@Override
public Shape createShape() {
return new Circle();
}
}
// 矩形工厂
class RectangleFactory implements ShapeFactory {
@Override
public Shape createShape() {
return new Rectangle();
}
}
使用工厂方法模式：
public class Client {
public static void main(String[] args) {
ShapeFactory circleFactory = new CircleFactory();
Shape circle = circleFactory.createShape();
circle.draw(); // Draw a Circle
ShapeFactory rectangleFactory = new RectangleFactory();
Shape rectangle = rectangleFactory.createShape();
rectangle.draw(); // Draw a Rectangle
}
}
2.3抽象工厂模式
在抽象工厂模式中，有一个抽象工厂接口，每个具体的产品族（例如形状和颜色）都有对应的具体工厂类。
// 形状接口
interface Shape {
void draw();
}
// 圆形实现
class Circle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Draw a Circle");
}
}
// 矩形实现
class Rectangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Draw a Rectangle");
}
}
// 颜色接口
interface Color {
void fill();
}
// 红色实现
class Red implements Color {
@Override
public void fill() {
System.out.println("Fill with Red");
}
}
// 蓝色实现
class Blue implements Color {
@Override
public void fill() {
System.out.println("Fill with Blue");
}
}
// 抽象工厂接口
interface AbstractFactory {
Shape createShape();
Color createColor();
}
// 具体形状工厂
class ShapeFactory implements AbstractFactory {
@Override
public Shape createShape() {
return new Circle();
}
@Override
public Color createColor() {
return new Red();
}
}
// 具体形状工厂
class RectangleFactory implements AbstractFactory {
@Override
public Shape createShape() {
return new Rectangle();
}
@Override
public Color createColor() {
return new Blue();
}
}
使用抽象工厂模式：
public class Client {
public static void main(String[] args) {
AbstractFactory shapeFactory = new ShapeFactory();
Shape circle = shapeFactory.createShape();
circle.draw(); // Draw a Circle
Color red = shapeFactory.createColor();
red.fill(); // Fill with Red
AbstractFactory rectangleFactory = new RectangleFactory();
Shape rectangle = rectangleFactory.createShape();
rectangle.draw(); // Draw a Rectangle
Color blue = rectangleFactory.createColor();
blue.fill(); // Fill with Blue
}
}
工厂模式通过一个单一的工厂类创建产品。工厂方法模式每个产品有对应的工厂类，更符合开闭原则。抽象工厂模式引入了产品族的概念，每个产品族有对应的抽象工厂，更适用于创建一组相关的产品。
可以看出来工厂模式，是针对不同打的复杂对做了区分，在开发中我们需要根据不同的使用场景来选择不同的工厂模式。
3.怎么用工厂模式？
怎么使用工厂模式，其实更重要的一点是知道什么情况下使用工厂模式，设计模式的难点并不是你背不过23中设计模式的名字，或者你不知道他们代码怎么写，而是大多数人不知道什么时候改用设计模式。使用工厂模式的标准是什么呢？
封装变化:创建逻辑有可能变化，封装成工厂类之后，创建逻辑的变更对调用者透明。代码复用:创建代码抽离到独立的工厂类之后可以复用。隔离复杂性:封装复杂的创建逻辑，调用者无需了解如何创建对象。控制复杂度:将创建代码抽离出来，让原本的函数或类职责更单一，代码更简洁。如果创建对象的逻辑比较复杂，可能涉及到多个步骤、条件判断或者依赖关系，这时候使用工厂模式可以将创建对象的逻辑封装在工厂类中，使客户端代码更加简洁。
4.工厂模式有什么缺点？
- 类的数量增加： 引入工厂模式会增加类的数量，因为每个具体产品都需要对应一个具体工厂类。这可能导致类的数量庞大，使得项目结构变得复杂，简单的小需求就不需要使用工厂模式了。
- 违反开闭原则： 如果需要添加新的产品类型，除了新增产品类外，还需要修改对应的工厂类。这违反了开闭原则，即对扩展开放，对修改关闭。
- 抽象层次的过度： 如果产品族中的产品种类很多，可能会导致抽象工厂接口的抽象层次过度复杂，不易理解和维护。
- 静态工厂方法无法被子类覆盖： 在使用静态工厂方法时，它们通常不能被子类覆盖，因为静态方法是属于类而不是对象的。
- 与依赖注入的冲突： 在某些情况下，工厂模式可能与依赖注入的实践产生冲突。依赖注入通常使用框架来管理对象的创建和注入，而工厂模式可能引入了额外的工厂类。
5.知识扩展（依赖注入）
工厂模式的缺陷就是跟依赖注入产生冲突。那么为什么会产生冲突呢？
5.1 工厂模式和DI容器的区别
- DI 容器底层最基本的设计思路就是基于工厂模式的。DI 容器相当于一个大的工厂 类，负责在程序启动的时候，根据配置(要创建哪些类对象，每个类对象的创建需要依赖哪 些其他类对象)事先创建好对象。当应用程序需要使用某个类对象的时候，直接从容器中获 取即可。正是因为它持有一堆对象，所以这个框架才被称为“容器”
- DI 容器相对于我们上节课讲的工厂模式的例子来说，它处理的是更大的对象创建工程。上 节课讲的工厂模式中，一个工厂类只负责某个类对象或者某一组相关类对象(继承自同一抽 象类或者接口的子类)的创建，而 DI 容器负责的是整个应用中所有类对象的创建。
- DI 容器负责的事情要比单纯的工厂模式要多。比如，它还包括配置的解析、对象生命周期的管理。
