工厂方法与简单工厂模式-优快云博客

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设计模式：工厂方法模式

简单工厂模式

简单工厂模式是属于创建型模式，又叫做静态工厂方法（Static Factory Method）模式。简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式，可以理解为是不同工厂模式的一个特殊实现。

接下来我们以设计一个计算器为例子：

该模式中包含的角色及其职责：

工厂（Creator）角色(OperationFactory类)
简单工厂模式的核心，它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）角色(Operation类)
简单工厂模式所创建的所有对象的父类，它负责描述所有实例所共有的公共接口。
具体产品（Concrete Product）角色(OperationAdd类、OperationSub等类)
是简单工厂模式的创建目标，所有创建的对象都是充当这个角色的某个具体类的实例。

其UML图如下：

JAVA源代码：

package SimpleFactory;

import static Tools.Print.*; //实现println方法、使得输出更方便

abstract class Operation {
	public double numberA;
	public double numberB;

	public abstract double getResult();
}

class OperationAdd extends Operation {

	@Override
	public double getResult() {
		return numberA + numberB;
	}

}

class OperationSub extends Operation {

	@Override
	public double getResult() {
		return numberA - numberB;
	}

}

class OperationMul extends Operation {

	@Override
	public double getResult() {
		return numberA * numberB;
	}

}

class OperationDiv extends Operation {

	@Override
	public double getResult() {
		return (numberB == 0 ? 0 : (numberA / numberB));
	}

}

class OperationFactory {
	public static Operation createOperation(String operator) {
		switch (operator) {
		case "+":
			return new OperationAdd();
		case "-":
			return new OperationSub();
		case "*":
			return new OperationMul();
		case "/":
			return new OperationDiv();
		default:
			return null;
		}
	}
}

//Test SimpleFactory Pattern
public class PatternTest {

	public static void main(String[] args) {
		Operation oper = OperationFactory.createOperation("*");
		oper.numberA = 255;
		oper.numberB = 48;
		println(oper.getResult());
	}

}

简单工厂模式优缺点

优点：
工厂类是整个模式的关键.包含了必要的逻辑判断,根据外界给定的信息,决定究竟应该创建哪个具体类的对象.通过使用工厂类,外界可以从直接创建具体产品对象的尴尬局面摆脱出来,而不必管这些对象究竟如何创建及如何组织的．明确了各自的职责和权利，有利于整个软件体系结构的优化。
缺点：
由于工厂类集中了所有实例的创建逻辑，违反了高内聚责任分配原则，将全部创建逻辑集中到了一个工厂类中；如果需要添加新的类，则就需要改变工厂类了，对系统的维护和扩展非常不利；
这些缺点在工厂方法模式中得到了一定的克服。

工厂方法模式

工厂方法模式（factory method）是一种常用的类创建型设计模式,此模式的核心精神是封装类中变化的部分，提取其中个性化善变的部分为独立类，通过依赖注入以达到解耦、复用和方便后期维护拓展的目的。它的核心结构有四个角色，分别是：
抽象工厂、具体工厂、抽象产品、具体产品。

接下来我们还以一个计算器为例子：

抽象工厂(Creator)角色(OperationFactory类)：
工厂方法模式的核心，与应用程序无关。任何在模式中创建的对象的工厂类必须实现这个接口。
具体工厂(Concrete Creator)角色(AddFactory、SubFactory等类)：
这是实现抽象工厂接口的具体工厂类，包含与应用程序密切相关的逻辑，并且受到应用程序调用以创建产品对象。在上图中有两个这样的角色：BulbCreator与TubeCreator。
抽象产品(Product)角色(Operation类)：
工厂方法模式所创建的对象的超类型，也就是产品对象的共同父类或共同拥有的接口。在上图中，这个角色是Light。
具体产品(Concrete Product)角色(OperationAdd、OperationSub等类)：
这个角色实现了抽象产品角色所定义的接口。某具体产品有专门的具体工厂创建，它们之间往往一一对应。

其UML图如下：

JAVA源代码：

import static Tools.Print.*;

abstract class Operation {
	public double numberA;
	public double numberB;

	public abstract double getResult();
}

interface OperationFactory {
	Operation createOperation();
}

class OperationAdd extends Operation {

	@Override
	public double getResult() {
		return numberA + numberB;
	}

}

class OperationSub extends Operation {

	@Override
	public double getResult() {
		return numberA - numberB;
	}

}

class OperationMul extends Operation {

	@Override
	public double getResult() {
		return numberA * numberB;
	}

}

class OperationDiv extends Operation {

	@Override
	public double getResult() {
		return (numberB == 0 ? 0 : (numberA / numberB));
	}

}

class AddFactory implements OperationFactory {

	@Override
	public Operation createOperation() {
		return new OperationAdd();
	}

}

class SubFactory implements OperationFactory {

	@Override
	public Operation createOperation() {
		return new OperationSub();
	}

}

class MulFactory implements OperationFactory {

	@Override
	public Operation createOperation() {
		return new OperationMul();
	}

}

class DivFactory implements OperationFactory {

	@Override
	public Operation createOperation() {
		return new OperationDiv();
	}

}

//Test FactoryMethod Pattern
public class PatternTest {

	public static void main(String[] args) {
		OperationFactory operFac = new AddFactory();
		Operation oper = operFac.createOperation();
		oper.numberA = 488;
		oper.numberB = 968;
		println(oper.getResult());
	}

}

工厂方法模式 vs. 简单工厂模式

简单工厂模式的最大优点在于工厂类中包含了必要的逻辑判断，根据客户端的选择条件动态实例化相关的类，对客户端来说，去除了与具体产品的依赖。
在简单工厂模式中，你只需要把运算符号，例如“+”传给工厂类即可获得相应的实例，但是如果我们想加入一个其他的运算符号，不光需要实现运算符的实例，而且还要在工厂类的switch条件语句中，加入新的case判断，因为我们修改了原有类，这就完全违背了开放-封闭的原则。
简单工厂模式只存在工厂类负责创建的对象比较少；客户只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象不关心，一般只在很简单的情况下应用。

工厂方法模式可以说是简单工厂模式的进一步抽象和拓展，在保留了简单工厂的封装优点的同时，更符合开-闭原则:新增一种产品时，只需要增加相应的具体产品类和相应的工厂子类即可；更符合单一职责原则，每个具体工厂类只负责创建对应的产品；而不像简单工厂模式的工厂类使用静态工厂方法，更容易实现多态结构。