设计模式系列--工厂模式

工厂模式是一种创建者模式，在任何生成复杂对象的地方都可以使用工厂模式。理论来说在任何使用A a = new A()的方式都可以使用工厂模式，虽然使用工厂模式可能需要多做一些工作，但是在后续的开发和维护都带来了方便。

如果我们需要在构建对象的时候，需要做很多的处理工作，比如初始化工作，查询工作等一些耗时的工作，如果我们将这些操作全部放入到构造方法中去写，那么势必在后期维护的带来不方便，而且始化工作如果是很长一段代码，说明要做的工作很多，将很多工作装入一个方法中，相当于将很多鸡蛋放在一个篮子里，是很危险的，这也是有悖于Java面向对象的原则，面向对象的封装(Encapsulation)和分派(Delegation)告诉我们，尽量将长的代码分派“切割”成每段，将每段再“封装”起来(减少段和段之间耦合联系性)，这样，就会将风险分散，以后如果需要修改，只要更改每段，不会再发生牵一动百的事情。

工厂模式分类、

• 简单工厂模式

• 工厂模式

• 抽象工厂模式

  三者之间的区别：

1. 工厂方法模式只有一个抽象产品类，而抽象工厂模式有多个。
2. 工厂方法模式的具体工厂类只能创建一个具体产品类的实例，而抽象工厂模式可以创建多个。
3. 简单工厂模式只有一个抽象产品类，一个工厂类

简单工厂模式

简单工厂模式的UML图

factory1.png

• Factory : 负责生产具体的产品工厂
• Product: 抽象的产品类，
• P1: 具体的产品类P1
• P2: 具体的产品类P2

汽车工厂造汽车的例子。首先Rrtoyewx在大众厂里面上班，一开始被分配到了上海大众里面去了，只管Passat和polo两款车型，而且做的事很简单，就是简单开出去测试一下车子的性能。这个时候事务较少，Rrtoyewx觉得用简单工厂就能搞定了。

具体的代码：
产品类
Volkswagen

public interface Volkswagen {
    void drive();

    String getName();
}

Passat

public class Passat implements Volkswagen {
    public static final int ID = 0;

    @Override
    public void drive() {
        System.out.println("Passat开出去咯，测试成功");  
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "Passat";
    }
}

Polo

public class Polo implements Volkswagen{
    public static final int ID = 1;

    @Override
    public void drive() {
        System.out.println("Polo开出去咯，测试成功");
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "Polo";
    }
}

工厂类

public class ShangHaiVolkswagenFactory {

    public Volkswagen createVolkswagen(int id){
        Volkswagen volkswagen = null;
        switch(id){
            case Passat.ID:
                volkswagen = new Passat();
                break;
            case Polo.ID:
                volkswagen = new Polo();
                break;
            default:
                volkswagen = null;
        }
        return volkswagen;
    }
}

客户端类

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ShangHaiVolkswagenFactory factory = new ShangHaiVolkswagenFactory();

        Volkswagen passat = factory.createVolkswagen(Passat.ID);
        passat.drive();

        Volkswagen polo = factory.createVolkswagen(Polo.ID);
        System.out.println(polo.getName());
    }
}

每次测试的时候Client类都跑了一遍，似乎很简单，同样的也方便以后的扩展（添加新的车型的时候），只需要添加一个产品类，然后在工厂里添加响应的逻辑就行了。Rrtoyewx觉得自己这个测试车辆程序完全够用了。

简单工厂模式优缺点

优点：客户端需要的什么产品，可以直接得到，逻辑判断在工厂里面，
缺点：扩展性一般，产品都是一个产品族下面的产品，对于不在产品族中的产品，没办法去扩展，另外获得具体某种产品的逻辑放在工厂里面，新添加产品的时候就需要修改工厂里面的代码。

工厂模式

• 一个抽象产品，派生出去多种具体的产品的
• 一个抽象工厂，派生出多种生产产品的工厂类

• 一个具体的工厂负责生产一种具体的产品

  
  factory2.png

• AbstractProduct:抽象的产品类
• ProductA:具体的A产品
• ProductB:具体的B产品
• AbstractFactory:抽象工厂类
• FactoryA:具体的生产A产品的工厂类
• FactoryB:具体的生产B产品的工厂类
• Client: 客户端类

举个栗子

还是上面的栗子的。Rrtoyewx在负责上海大众的两款车型，本来就着简单工厂的模式测试车辆的时候，日子过的非常好，可是好景不长，突然有一天领导说Rrtoyewx说：一汽大众厂最近较忙，看你比较清闲，你就顺便把一汽大众的迈腾，和速腾都测一下。本来Rrtoyewx觉得挺简单的，就是简单再添加一个Magotan和Sagitar，然后通过工厂生成就行了，可是等Rrtoyewx一拿到测试的项目的时候，发现并不是只测试drive，Sagitar和Magotan不仅需要测试drive，而且需要测试brake。好吧，Rrtoyewx觉得以前写的都不能够用了。想了很久，Rrtoyewx 觉得需要将简单工厂模式升级到工厂模式，关注点也发生了改变不再为具体的车辆的，而是一汽大众的车(Magotan和Sagitar)还是上海大众的车(Passat和 Polo)了

具体的代码和介绍
抽象类
产品类
Volkswagen类,将Volkswagen类转成抽象类

public abstract class Volkswagen {
    public abstract void drive();
    public abstract String getName();
}

ShangHaiVolkswagen:上海大众汽车的抽象类

public abstract class ShangHaiVolkswagen implements Volkswagen{

}

FAWVolkswagen : 一汽大众汽车的抽象类，多了一个brake()的方法

public abstract class FAWVolkswagen implements Volkswagen {
    public abstract void brake();
}

工厂类
VolkswagenFactory : 汽车工厂的抽象类,并将createVolkswagen(Class clazz)声明称final类型。供子类使用

public abstract class VolkswagenFactory {

    public abstract Volkswagen createVolkswagen(int productID);

    public final Volkswagen createVolkswagen(Class <? extends Volkswagen> clazz){
        Volkswagen volkswagen = null;
        try {
            volkswagen = clazz.newInstance();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return volkswagen;
    };
}

实现类：
产品类
上海大众的具体实现类 Passat类

public class Passat extends ShangHaiVolkswagen {
    public static final int ID = 0;

    @Override
    public void drive() {
        System.out.println("Passat开出去咯，测试成功");  
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "Passat";
    }
}

Polo类

public class Polo extends ShangHaiVolkswagen{
    public static final int ID = 1;

    @Override
    public void drive() {
        System.out.println("Polo开出去咯，测试成功");
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "Polo";
    }
}

一汽大众的汽车类。 Sagitar类，

public class Sagitar extends FAWVolkswagen {
    public static final int ID = 2;

    @Override
    public void drive() {
        System.out.println("Sagitar 开出去了，测试成功了");
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "Sagitar";
    }

    @Override
    public void brake(){
        System.out.println("Sagitar 刹车挺好的，测试通过了");
    }
}

Magotan 类

public class Magotan extends FAWVolkswagen{
    public static final int ID = 3;

    @Override
    public void drive() {
        System.out.println("Magotan 开出去咯，测试成功了");
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "Magotan";
    }

    @Override
    public void brake(){
        System.out.println("Magotan 刹车挺好的，测试通过");
    }
}

工厂类
注意重载方法的返回类型已经修改称对应的产品类，不在是Volkswagen类型了 ShangHaiVolkswagenFactory：负责生产上海汽车的工厂类

public class ShangHaiVolkswagenFactory extends VolkswagenFactory {

    public ShangHaiVolkswagen createVolkswagen(int id){
        ShangHaiVolkswagen volkswagen = null;
        switch(id){
            case Passat.ID:
                volkswagen = new Passat();
                break;
            case Polo.ID:
                volkswagen = new Polo();
                break;
            default:
                volkswagen = null;
        }
        return volkswagen;
    }
}

FAWVolkswagenFactory:负责生产一汽汽车的工厂类

public class FAWVolkswagenFactory extends VolkswagenFactory {

    @Override
    public FAWVolkswagen createVolkswagen(int productID) {
        FAWVolkswagen volkswagen = null;
        switch(productID){
            case Magotan.ID:
                volkswagen = new Magotan();
                break;
            case Sagitar.ID:
                volkswagen = new Sagitar();
                break;
            default:
                volkswagen = null;
        }
        return volkswagen;
    }
}

Client类：用来测试

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("开始测试上海大众的车辆");
        ShangHaiVolkswagenFactory factory = new ShangHaiVolkswagenFactory();
        ShangHaiVolkswagen passat = factory.createVolkswagen(Passat.ID);
        passat.drive();

        ShangHaiVolkswagen polo = factory.createVolkswagen(Polo.ID);
        polo.drive();

        System.out.println("开始测试一汽大众的车辆");
        FAWVolkswagenFactory fawFactory = new FAWVolkswagenFactory();

        FAWVolkswagen magotan = fawFactory.createVolkswagen(Magotan.ID);
        magotan.drive();
        magotan.brake();
        FAWVolkswagen sagitar = fawFactory.createVolkswagen(Sagitar.ID);
        sagitar.drive();
        sagitar.brake();
    }
}

打印log的也能够正确的测试： 这里写图片描述

通过下面的改变，Rrtoyewx将工厂抽象出生产上海大众的车子和一汽大众的车子的两个工厂，并将一汽大众和上海大众的车子做了区分，形成两个不同产品族的产品系列。并由两个工厂分别对应去生产。等Rrtoyewx做完了这么多后，终于发现原先的系统还是有漏洞的，还是有局限性的，好在及时的弥补。Rrtoyewx发现现有的系统无论处理一汽大众的车子还是上海大众的车子，甚至于再加一个进口大众工厂的车子也够用了。再以后的扩展也能得到了提升了。

工厂模式的优缺点

优点：扩展性，能够处理不同产品系列的产品，通过具体的工厂去生成不同产品族的产品，扩展性较好。
缺点：类的个数较多。另外一个工厂的只能够生产一个具体的产品。

抽象工厂类

• 多个抽象产品类
• 每个抽象产品类可以派生出多个具体产品类
• 一个抽象工厂类，可以派生出多个具体工厂类
• 每个具体工厂类可以创建多个具体产品类的实例

image.png

• AbstractFactory:抽象工厂类
• ConcreteFactoryA:具体工厂A,负责生产A和B的
• ConcreteFactoryB:具体工厂b,负责生产A和B的
• AbstractProductA,AbstractProductB:抽象的产品类
• ConcreteProductA1,ConcreteProductA2:具体产品A
• ConcreteProductB1，ConcreteProductB2:具体产品B
• Client:客户端

总结

1. 工厂模式是一个创建型的模式
2. 在任何使用A a = new A()的情况下，理论上说都能使用工厂模式。
3. 在工厂模式分别的对应使用中，简单工厂模式，注重具体生成的产品，而工厂模式，注重的同一个产品下的不同产品族的产品。如栗子中上海大众的汽车和一汽大众的汽车，抽象工厂模式更多事在与整体产品的架构上，不再是单一一个的抽象产品类。
4. 工厂模式：一个抽象产品派生出去多个具体的产品，一个抽象工厂派生出多个具体的工厂，而一个具体的工厂对应生成的是一个具体的产品。
5. 抽象工厂模式：多个抽象产品分别派生出多个具体的产品，一个抽象工厂派生成出多个具体的工厂，一个工厂对应生成多个具体的产品，这些多个抽象产品之间存在着联系。

参考博客：http://blog.csdn.net/zhi184816/article/details/51348567