java设计模式——创建型之工厂三兄弟（1）

自大学课程初识设计模式以来，就越发觉得有必要系统学习一下设计模式。
刚好在实习前准备期间课比较少，抽出一点时间整理一下记一些笔记，复制粘贴比较多。
笔记比较适合学习过设计模式的同学。

Simple Factory Pattern（简单工厂模式）

学习链接：极客学院Wiki_Java设计模式之创造型模式

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简单工厂模式的适用范围

(1) 工厂类负责创建的对象比较少，由于创建的对象较少，不会造成工厂方法中的业务逻辑太过复杂。

反映到代码上就是Factory类逻辑要简单就要创建对象少

(2) 客户端只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象并不关心。

顾客不应该知道产品是如何做的，只需要知道自己需要的产品的名字。

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简单工厂模式如何实现

角色

Factory（工厂角色）

工厂角色即工厂类，它是简单工厂模式的核心，负责实现创建所有产品实例的内部逻辑；工厂类可以被外界直接调用，创建所需的产品对象；在工厂类中提供了静态的工厂方法 factoryMethod()，它的返回类型为抽象产品类型 Product。

Product（抽象产品角色）

它是工厂类所创建的所有对象的父类，封装了各种产品对象的公有方法，它的引入将提高系统的灵活性，使得在工厂类中只需定义一个通用的工厂方法，因为所有创建的具体产品对象都是其子类对象。

ConcreteProduct（具体产品角色）

它是简单工厂模式的创建目标，所有被创建的对象都充当这个角色的某个具体类的实例。每一个具体产品角色都继承了抽象产品角色，需要实现在抽象产品中声明的抽象方法。

类图

可以看到类图中除了上述，在Factory类中还有一个方法用于根据客户端参数返回产品对象，因此客户端只需要提供参数而不使用new XXX来创造产品。

当然Factory类有时也可以与Product类结合成一个类

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简单工厂模式的优缺点

主要优点

(1) 工厂类包含必要的判断逻辑，可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例，客户端可以免除直接创建产品对象的职责，而仅仅“消费”产品，简单工厂模式实现了对象创建和使用的分离。

(2) 客户端无须知道所创建的具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的参数即可，对于一些复杂的类名，通过简单工厂模式可以在一定程度减少使用者的记忆量。

(3) 通过引入配置文件，可以在不修改任何客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类，在一定程度上提高了系统的灵活性。

主要缺点

(1) 由于工厂类集中了所有产品的创建逻辑，职责过重，一旦不能正常工作，整个系统都要受到影响。

(2) 使用简单工厂模式势必会增加系统中类的个数（引入了新的工厂类），增加了系统的复杂度和理解难度。

(3) 系统扩展困难，一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑，在产品类型较多时，有可能造成工厂逻辑过于复杂，不利于系统的扩展和维护。

(4) 简单工厂模式由于使用了静态工厂方法，造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。（这一点其实我不是很懂，有懂的朋友教我一下吗？）

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练习

题目

使用简单工厂模式设计一个可以创建不同几何形状（如圆形、方形和三角形等）的绘图工具，每个几何图形都具有绘制 draw() 和擦除 erase() 两个方法，要求在绘制不支持的几何图形时，提示一个 UnSupportedShapeException。

实现代码

抽象产品：Shape.java

package com.joy;

public abstract class Shape {
    public abstract void draw();
    public abstract void erase();
}

具体产品：Circle.java

package com.joy;

public class Circle extends Shape{

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制圆形");
    }

    @Override
    public void erase() {
        System.out.println("擦除圆形");
    }

}

具体产品：Rectangle.java

package com.joy;

public class Rectangle extends Shape{

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制长方形");
    }

    @Override
    public void erase() {
        System.out.println("擦除长方形");
    }

}

具体产品：Triangle.java

package com.joy;

public class Triangle extends Shape{

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制三角形");
    }

    @Override
    public void erase() {
        System.out.println("擦除三角形");
    }

}

工厂类：Factory.java

这个地方有一点不好，为了图方便把UnSupportedShapeException类写在这个方法里了，应该独立分开的。

package com.joy;

public class Factory {
    public static Shape getShape(String shapeName) throws UnSupportedShapeException{
        if(shapeName.equals("Circle"))
        return new Circle();
        else if(shapeName.equals("Rectangle"))
            return new Rectangle();
        else if(shapeName.equals("Triangle"))
            return new Triangle();
        else
            throw new UnSupportedShapeException();
    }
}
class UnSupportedShapeException extends Exception{
}

客户端：SimpleFactoryDemo.java

package com.joy;

public class SimpleFactoryDemo {

    public static void main(String[] args) {
        Factory f = new Factory();
        try {
            System.out.println("*获取指定形状");
            Shape shape = f.getShape("Circle");//圆形
            System.out.println("*控制绘制");
            shape.draw();
            System.out.println("*控制擦除");
            shape.erase();      

            System.out.println("*获取指定形状");
            Shape shape1 = f.getShape("Square");//正方形，没有该形状
        } catch (UnSupportedShapeException e) {
            e.printStackTrace();
        }       
    }
}

运行结果

总结

简单工厂虽然把产品都独立出来，将创建和调用分开了，但是Factory方法变得复杂和不灵活，应该改进。