工厂的模式们

1.DIY

没有工厂的年代，客户需要自己造打印机：

public class PrinterLgl {
    private String name = null;

    public PrinterLgl(String name) {
        this.name = name;
        System.out.println("New: I'm " +
                this.getClass().getName() + " " + name);
    }
}

public class PrinterLhb {
    private String name = null;

    public PrinterLhb(String name) {
        this.name = name;
        System.out.println("New: I'm " +
                this.getClass().getName() + " " + name);
    }
}

客户需要知道怎么去创建一款打印机，客户和打印机就紧密耦合在一起了。

public class TestDIY {
    public static void main(String[] args) {
        PrinterLgl plgl1 = new PrinterLgl("puppy");
        PrinterLgl plgl2 = new PrinterLgl("guilin");

        PrinterLhb plhb1 = new PrinterLhb("haibao");
        PrinterLhb plhb2 = new PrinterLhb("haitiao");
    }
}

为了降低耦合，就出现了工厂类。

2.SimpleFactory

首先，打印机需要有个抽象类：

abstract class Printer {
    protected String name = null;

    public Printer() {
    }
}

然后，所有的打印机都继承这个类，具体产品：

public class PrinterLgl extends Printer {
    public PrinterLgl(String name) {

        this.name = name;
        System.out.println("New: I'm " +
                this.getClass().getName() + " " + name);
    }
}

public class PrinterLhb extends Printer {
    public PrinterLhb(String name) {

        this.name = name;
        System.out.println("New: I'm " +
                this.getClass().getName() + " " + name);
    }
}

再造一个工厂：

public class SimpleFactory {
    public Printer createPrinter(String brand, String name) {
        switch (brand) {
            case "lgl" :
                return new PrinterLgl(name);
            case "lhb" :
                return new PrinterLhb(name);
            default :
                System.out.println("New Printer " + name + " fails!");
                return null;
        }
    }
}

接着客户就可以直接提打印机了：

public class TestSimpleFactory {
    public static void main(String [] args) {
        SimpleFactory sf = new SimpleFactory();
        Printer plgl1 = sf.createPrinter("lgl", "puppy");
        Printer plgl2 = sf.createPrinter("lgl", "guilin");

        Printer plhb1 = sf.createPrinter("lhb", "haibao");
        Printer plhb2 = sf.createPrinter("lhb", "haitiao");

        Printer pnull = sf.createPrinter("lll", "liu");
    }
}

只需要先实例化一个工厂，再用工厂去生产打印机就好了。
这里用到了向上转型，eg：Printer p = new PrinterLgl(name)，进而可以实现多态。
但是简单工厂显然有很多弊端：
最直观的来讲，它违反了开闭原则（对扩展开放，对修改封闭）
即每当需要增加一种打印机的时候，需要修改SimpleFactory类，增加case语句。而根据开闭原则，“修改”是不合适的。
而且每次在创建打印机的时候，还需要传一个brand参数。

3.FactoryMethod

刚刚的简单工厂，在添加新的打印机的时候不需要修改已有的打印机类，但需要修改工厂类。

简单工厂模式中的工厂，虽然号称简单工厂，但是实际上是一个“全能类”！
==> 产品是一个多层次的树状结构。而简单工厂模式中只有一个工厂类来对应这些产品。
显然全能类会吃不消。

仔细想想，打印机都继承了共同的抽象类。那么如果工厂也有一个抽象类，是不是就行了？
==> 将工厂类定义成接口，而每新增打印机的类型，就增加该打印机类型对应工厂类的实现。
这样工厂的设计就可以扩展了，而不必去修改原来的代码。

那么现在有：抽象产品，具体产品；抽象工厂，具体工厂。

抽象工厂使用抽象类和接口都可以：

public interface FactoryPrinter {
    Printer createPrinter(String name);
}

具体的工厂：

public class FactoryLgl implements FactoryPrinter {

    @Override
    public Printer createPrinter(String name) {
        return new PrinterLgl(name);
    }
}

public class FactoryLhb implements FactoryPrinter {

    @Override
    public Printer createPrinter(String name) {
        return new PrinterLhb(name);
    }
}

而打印机同之前一样，这里不再列出。
测试：

public class TestFactoryMethod {
    public static void main(String[] args) {
//        FactoryLgl flgl = new FactoryLgl();
        FactoryPrinter flgl = new FactoryLgl();
        Printer plgl1 = flgl.createPrinter("puppy");
        Printer plgl2 = flgl.createPrinter("guilin");

//        FactoryLhb flhb = new FactoryLhb();
        FactoryPrinter flhb = new FactoryLhb();
        Printer plhb1 = flhb.createPrinter("haibao");
        Printer plhb2 = flhb.createPrinter("haitiao");
    }
}

如果再有新的打印机，增加一个新的implements了FactoryPrinter接口的类就好了。
不必修改已有的工厂的代码。符合开闭原则。
这个工厂也叫多态工厂。

缺陷：当产品太多时，工厂也会疯长。这个时候，可以使用抽象工厂模式将一些产品组合起来，使用同一个工厂来生产，而不用为每一种产品都新建一个工厂。

4.AbstractFactory

现在假设每一种打印机都需要使用本打印机特有的油墨类型：
那么打印机这种产品不用变，仿照打印机增加一种新的产品，Ink。
抽象类：

abstract class Ink {
    public Ink() {
    }
}

具体油墨：

public class InkA extends Ink {
    public InkA() {
        System.out.println("New: I'm " + this.getClass().getName());
    }
}

public class InkB extends Ink {
    public InkB() {
        System.out.println("New: I'm " + this.getClass().getName());
    }
}

工厂原来只生产一种产品：打印机。现在生产两种：打印机和其所需要的墨水。
工厂接口：

public interface AbstractFactory {
    Printer createPrinter(String name);
    Ink createInk();
}

具体工厂：

public class FactoryLgl implements AbstractFactory {

    @Override
    public Printer createPrinter(String name) {
        return new PrinterLgl(name);
    }

    @Override
    public Ink createInk() {
        return new InkA();
    }
}

public class FactoryLhb implements AbstractFactory {

    @Override
    public Printer createPrinter(String name) {
        return new PrinterLhb(name);
    }

    @Override
    public Ink createInk() {
        return new InkB();
    }
}

然后就可以测试了：

public class TestAbstractFactory {
    public static void main(String[] args) {
//        FactoryLgl flgl = new FactoryLgl();
        AbstractFactory flgl = new FactoryLgl();
        Printer plgl1 = flgl.createPrinter("puppy");
        Ink ilgl1 = flgl.createInk();
        Printer plgl2 = flgl.createPrinter("guilin");
        Ink ilgl2 = flgl.createInk();

//        FactoryLhb flhb = new FactoryLhb();
        AbstractFactory flhb = new FactoryLhb();
        Printer plhb1 = flhb.createPrinter("haibao");
        Ink ilhb1 = flhb.createInk();
        Printer plhb2 = flhb.createPrinter("haitiao");
        Ink ilhb2 = flhb.createInk();
    }
}

缺陷：当新增加一种打印机和它的油墨的时候，只需要用一个新的工厂public class FactoryXXX implements AbstractFactory就可以了，无需修改原来工厂的代码，符合开闭原则。但是如果新增加一种产品，比如需要生产打印机+打印机需要的墨水+打印机所需要的纸张，这个时候整个AbstractFactory需要增加一种新的生成纸张的方法，所有的实体工厂也都需要新增这种方法。这可以称为“开闭原则的倾斜性”，不能兼顾所有情况下都满足开闭原则。

总结：
抽象工厂就是生产一个产品族（Product Family），比如打印机+墨水。
如果产品族退化为一个产品，比如只生产打印机，抽象工厂就退化成了工厂方法模式。

如果工厂方法模式再进行简化，由多个工厂变成只有一个工厂，那就是简单工厂模式。

在简单工厂模式时，可以将工厂生产产品的方法设置为静态的，在测试类中需要生成产品的时候，直接SimpleFactory.createPrinter()就好了。反正就这一个工厂。

但是在工厂方法模式和抽象工厂模式中，必须不能设置为静态的。
因为因为工厂方法是抽象方法，要求由子类来动态地实现，而动态性与static所声明的静态性相冲突。