工厂模式

文章分类:Java编程

一、引子
话说十年前，有一个暴发户，他家有三辆汽车——Benz奔驰、Bmw宝马、Audi奥迪，还雇了司机为他开车。不过，暴发户坐车时总是怪怪的：上Benz 车后跟司机说“开奔驰车！”，坐上Bmw后他说“开宝马车！”，坐上Audi说“开奥迪车！”。你一定说：这人有病！直接说开车不就行了？！
而当把这个暴发户的行为放到我们程序设计中来时，会发现这是一个普遍存在的现象。幸运的是，这种有病的现象在OO（面向对象）语言中可以避免了。下面就以 Java语言为基础来引入我们本文的主题：工厂模式。

二、分类
工厂模式主要是为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。

工厂模式在《Java与模式》中分为三类：
1）简单工厂模式（Simple Factory）

2）工厂方法模式（Factory Method）

3）抽象工厂模式（Abstract Factory）
这三种模式从上到下逐步抽象，并且更具一般性。
GOF在《设计模式》一书中将工厂模式分为两类：工厂方法模式（Factory Method）与抽象工厂模式（Abstract Factory）。将简单工厂模式（Simple Factory）看为工厂方法模式的一种特例，两者归为一类。

两者皆可，在本文使用《Java与模式》的分类方法。下面来看看这些工厂模式是怎么来“治病”的。

三、简单工厂模式

简单工厂模式又称静态工厂方法模式。重命名上就可以看出这个模式一定很简单。它存在的目的很简单：定义一个用于创建对象的接口。
先来看看它的组成：

1) 工厂类角色：这是本模式的核心，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实现。

2) 抽象产品角色：它一般是具体产品继承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：工厂类所创建的对象就是此角色的实例。在java中由一个具体类实现。
那么简单工厂模式怎么来使用呢？我们就以简单工厂模式来改造暴发户坐车的方式——现在暴发户只需要坐在车里对司机说句：“开车”就可以了。

Java代码

1. //抽象产品角色
2. publicinterfaceCar{
3. publicvoiddrive();
4. }
6. //具体产品角色
7. publicclassBenzimplementsCar{
8. publicvoiddrive(){
9. System.out.println("DrivingBenz");
10. }
11. }
13. publicclassBmwimplementsCar{
14. publicvoiddrive(){
15. System.out.println("DrivingBmw");
16. }
17. }
18. ...（奥迪我就不写了）
20. //工厂类角色
21. publicclassDriver{
22. //工厂方法.注意返回类型为抽象产品角色
23. publicstaticCardriverCar(Strings)throwsException{
24. //判断逻辑，返回具体的产品角色给Client
25. if(s.equalsIgnoreCase("Benz"))
26. returnnewBenz();
27. elseif(s.equalsIgnoreCase("Bmw"))
28. returnnewBmw();
29. ......
30. elsethrownewException();
31. ...
33. //欢迎暴发户出场......
34. publicclassMagnate{
35. publicstaticvoidmain(String[]args){
36. try{
37. //告诉司机我今天坐奔驰
38. Carcar=Driver.driverCar("benz");
39. //下命令：开车
40. car.drive();
41. ...

//抽象产品角色
public interface Car{
  public void drive();
}

//具体产品角色
public class Benz implements Car{
  public void drive() {
     System.out.println("Driving Benz ");
  }
}

public class Bmw implements Car{
  public void drive() {
   System.out.println("Driving Bmw ");
  }
}
...（奥迪我就不写了）

//工厂类角色
public class Driver{
        //工厂方法.注意 返回类型为抽象产品角色
         public static Car driverCar(String s)throws Exception{
               //判断逻辑，返回具体的产品角色给Client
               if(s.equalsIgnoreCase("Benz"))
                    return new Benz();
               else if(s.equalsIgnoreCase("Bmw"))
                        return new Bmw();
                             ......   
                       else throw new Exception();
         ...

//欢迎暴发户出场......
public class Magnate{
         public static void main(String[] args){
                    try{
                          //告诉司机我今天坐奔驰                     
                              Car car = Driver.driverCar("benz");
                          //下命令：开车                           
                              car.drive();
                    ...

 

将本程序空缺的其他信息填充完整后即可运行。如果你将所有的类放在一个文件中，请不要忘记只能有一个类被声明为public。本程序在jdk1.4 下运行通过。
这便是简单工厂模式了。怎么样，使用起来很简单吧？那么它带来了什么好处呢？
首先，使用了简单工厂模式后，我们的程序不在“有病”，更加符合现实中的情况；而且客户端免除了直接创建产品对象的责任，而仅仅负责“消费”产品（正如暴发户所为）。

下面我们从开闭原则（对扩展开放；对修改封闭）上来分析下简单工厂模式。当暴发户增加了一辆车的时候，只要符合抽象产品制定的合同，那么只要通知工厂类知道就可以被客户使用了。所以对产品部分来说，它是符合开闭原则的；但是工厂部分好像不太理想，因为每增加一辆车，都要在工厂类中增加相应的业务逻辑或者判断逻辑，这显然是违背开闭原则的。可想而知对于新产品的加入，工厂类是很被动的。对于这样的工厂类（在我们的例子中是为司机师傅），我们称它为全能类或者上帝类。
我们举的例子是最简单的情况，而在实际应用中，很可能产品是一个多层次的树状结构。由于简单工厂模式中只有一个工厂类来对应这些产品，所以这可能会把我们的上帝累坏了，也累坏了我们这些程序员:(
于是工厂方法模式作为救世主出现了。