设计模式-创建型之工厂模式-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Dason_yu/article/details/100067913

前言

工厂模式
– 我们通常是通过 new 来进行创建对象，这样导致程序的耦合性很高，而工厂模式就是用于代替直接 new 的一种模式。
三种工厂模式
– 简单工厂模式：用工厂类代替 new ，降低类之间的耦合度；
– 工厂方法模式：将具体的处理交给子类；用于生产某一类产品；
– 抽象工厂模式：用于生产一系列产品；

简单工厂（静态工厂）

现在有一需求(举例)，需要生产一些java开发工具，如Idea,Eclipse等。
UML设计图如下
代码实现

//简单工厂
public class SimpleFactory {

    /**
     * 使用的是简单的静态工厂模式
     * @param type
     * @return
     */
    public static Product createProduct(String type){
        Product product = null;

        if(type.equals("idea")){
            product = new IdeaProduct();
        }else if(type.equals("eclipse")){
            product = new EclipseProduct();
        }
        return product;
    }
}

//产品父类
public abstract class Product {

    private String name;
    
    public abstract void user();
}

//产品子类
public class IdeaProduct extends Product{
    @Override
    public void user() {
        System.out.println("使用IDEA产品");
    }
}

//产品子类
public class EclipseProduct extends Product {
    @Override
    public void user() {
        System.out.println("使用eclipse产品");
    }
}

使用

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Product idea = SimpleFactory.createProduct("idea");
        idea.user();
        Product eclipse = SimpleFactory.createProduct("eclipse");
        eclipse.user();
    }
}

总结
特点：用于生产单个产品，将生产产品的逻辑封装在工厂类中；
优点：去除客户端（上面的Test类）与具体产品的依赖，客户端无需关系产品生产细节；
缺点：添加新产品需要修改工厂类，违背开闭原则；比如添加一个STS开发工具，需要在工厂类中添加新的判断；

工厂方法模式

分析：==抽象的本质是不考虑具体怎么实现，而是仅关注接口。==所以我们可以对简单工厂进一步抽象，简单工厂是违背了开闭原则，开闭原则的一种体现就是把打破开闭原则的地方进行抽象（利用接口或者抽象类），在上面例子中根据不同的条件创建不同的对象，我们可以将具体创建对象的工作交给子类来完成。
UML设计图如下
代码实现

//抽象工厂
public abstract class Factory {
    public abstract Product createProduct();
}

//工厂子类
public class IdeaFactory extends Factory {
    @Override
    public Product createProduct() {
        return new IdeaProduct();
    }
}

//工厂子类
public class EclipseFactory extends Factory {
    @Override
    public Product createProduct() {
        return new EclipseProduct();
    }
}

//产品抽象类
public abstract class Product {
    public abstract void user();
}
//产品子类
public class IdeaProduct extends Product {
    @Override
    public void user() {
        System.out.println("使用IDEA开发");
    }
}
//产品子类
public class EclipseProduct extends Product {
    @Override
    public void user() {
        System.out.println("使用Eclipse开发");
    }
}

使用

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        Factory ideafactory = new IdeaFactory();
        Product idea = ideafactory.createProduct();
        idea.user();
        Factory eclipseFactory = new EclipseFactory();
        Product eclipse = eclipseFactory.createProduct();
        eclipse.user();
    }
}

第二种优化方式（其实也是对抽象工厂模式的优化）

//抽象工厂：使用泛型(其实也是一种抽象);使用反射
public abstract class AbstractFactory {
	//使用 extends :给泛型类型一个约束，从而限定只能返回 Product 类型对象 
    public abstract <T extends Product> T createProduct(Class<T> clzz) throws Exception;
}
//具体工厂实现
public class ConcreteFactory extends AbstractFactory {
    @Override
    public <T extends Product> T createProduct(Class<T> clzz) throws Exception {
        T instance = (T) Class.forName(clzz.getName()).newInstance();
        return instance;
    }
}
//调用
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractFactory factory = new ConcreteFactory();
        try {
            Product product = factory.createProduct(EclipseProduct.class);
            product.user();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

总结
特点：生产某一类类型产品；一种产品对应一个工厂类；具体实现交给子类；其实工厂方法模式的定义更偏向于在父类中定义产品生产的流程（算法），而具体的实现交给子类实现。

//示例代码
public abstract class Factory {
    public abstract Product createProduct();
    public abstract void register(Product product);
    //final 定义方法无法被重载，子类只需提供抽象方法的实现
    public final Product create(){
        Product product = createProduct();
        register(product);
        return product;
    }
}

优点：添加新产品只需添加相应工厂类，符合开闭原则、里氏替换原则；
缺点：产品多时，工厂泛滥；

抽象工厂模式

个人理解，抽象工厂模式与工厂方法模式在形式上没有什么区别，但在侧重点上有一些区别，工厂方法侧重于：更偏向于在父类中定义产品生产的流程（算法），而具体的实现交给子类实现。而抽象工厂侧重于生产零件并将零件组装成产品，其实也可把零件当成一种产品；
代码实现
代码出处： https://blog.youkuaiyun.com/michael_yt/article/details/82112443

//1.抽象工厂
public abstract class CarFactory {
    /**
     * 生产轮胎
     * 
     * @return 轮胎
     * */
    public abstract ITire createTire();

    /**
     * 生产发动机
     * 
     * @return 发动机
     * */
    public abstract IEngine createEngine();

    /**
     * 生产制动系统
     * 
     * @return 制动系统
     * */
    public abstract IBrake createBrake();

}

//2.三个产品抽象接口
public interface ITire {
    /**
     * 轮胎 
     */
    void tire();
}

public interface IEngine {
    /**
     *发动机 
     */
    void engine();
}

public interface IBrake {
    /**
     *制动系统 
     */
    void brake();
}

//3.根据抽象接口定义不同的对象
public class NormalBrake implements IBrake{
    @Override
    public void brake() {
        System.out.println("普通制动");
    }
}
public class SeniorBrake implements IBrake{
    @Override
    public void brake() {
        System.out.println("高级制动");
    }
}  //后面的定义省略。。。。。。。。。。。。。

//4.实现具体的工厂类
public class Q3Factory extends CarFactory{

    @Override
    public ITire createTire() {
        return new NormalTire();
    }

    @Override
    public IEngine createEngine() {
        return new DomesticEngine();
    }

    @Override
    public IBrake createBrake() {
        return new NormalBrake();
    }
}

//5.客户端使用
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        CarFactory factoryQ3 = new Q3Factory();
        factoryQ3.createTire().tire();
        factoryQ3.createEngine().engine();
        factoryQ3.createBrake().brake();
        System.out.println("---------------");
    }
}

比如各种数据库的SqlSessionFactory，其实都使用了抽象工厂模式；

总结：
特点：用于生产多种零件（产品）；
优点：添加新产品只需添加相应工厂类，符合开闭原则、里氏替换原则；
缺点：新增零件时，所有工厂类都需要修改（不知是我理解不够还是本质就是这样，我觉得抽象工厂模式不是很优雅）

多说一点

上面代码中，工厂父类（除简单工厂）也都可以定义为接口；
下面这种优化模式很值得去回味（代码再写一遍），上面说这也是抽象工厂的一种优化：我们可以把所有零件都定义为’Product’ 类类型或者空接口（更倾向于接口，扩展性更高）或者简单直接使用泛型 T，然后利用反射创建对象，你会发现这个方法就可以为你创建所有的零件（产品），这看起来很优雅。

//抽象工厂：使用泛型(其实也是一种抽象);使用反射创建对象
public abstract class AbstractFactory {
	//使用 extends :给泛型类型一个约束，从而限定只能返回 Product 类型对象 
    public abstract <T extends Product> T createProduct(Class<T> clzz) throws Exception;
}
//具体工厂实现
public class ConcreteFactory extends AbstractFactory {
    @Override
    public <T extends Product> T createProduct(Class<T> clzz) throws Exception {
        T instance = (T) Class.forName(clzz.getName()).newInstance();
        return instance;
    }
}