JAVA設計模式之工廠模式(簡單工廠模式+工廠方法模式)

在面向對象編程中, 最通常的方法是一個new操作符產生一個對象實例,new操作符就是用來構造對象實例的。但是在一些情況下, new操作符直接生成對象會帶來一些問題。舉例來說, 許多類型對象的創造需要一系列的步驟: 你可能需要計算或取得對象的初始設置; 選擇生成哪個子對象實例; 或在生成你需要的對象之前必須先生成一些輔助功能的對象。 在這些情況,新對象的建立就是一個 “過程”，不僅是一個操作，像一部大機器中的一個齒輪傳動。

模式的問題：你如何能輕鬆方便地構造對象實例，而不必關心構造對象實例的細節和複雜過程呢？

解決方案：建立一個工廠來創建對象

實現：

一、引言
    1）還沒有工廠時代：假如還沒有工業革命，如果一個客戶要一款寶馬車,一般的做法是客戶去創建一款寶馬車，然後拿來用。
    2）簡單工廠模式：後來出現工業革命。用戶不用去創建寶馬車。因爲客戶有一個工廠來幫他創建寶馬.想要什麼車，這個工廠就可以建。比如想要320i系列車。工廠就創建這個系列的車。即工廠可以創建產品。
    3）工廠方法模式時代：爲了滿足客戶，寶馬車系列越來越多，如320i，523i,30li等系列一個工廠無法創建所有的寶馬系列。於是由單獨分出來多個具體的工廠。每個具體工廠創建一種系列。即具體工廠類只能創建一個具體產品。但是寶馬工廠還是個抽象。你需要指定某個具體的工廠才能生產車出來。

   4）抽象工廠模式時代：隨着客戶的要求越來越高，寶馬車必須配置空調。於是這個工廠開始生產寶馬車和需要的空調。

   最終是客戶只要對寶馬的銷售員說：我要523i空調車，銷售員就直接給他523i空調車了。而不用自己去創建523i空調車寶馬車.

   這就是工廠模式。

二、分類 
        工廠模式主要是爲創建對象提供過渡接口，以便將創建對象的具體過程屏蔽隔離起來，達到提高靈活性的目的。 
工廠模式可以分爲三類： 

1）簡單工廠模式（Simple Factory） 
2）工廠方法模式（Factory Method） 
3）抽象工廠模式（Abstract Factory） 

 這三種模式從上到下逐步抽象，並且更具一般性。 
        GOF在《設計模式》一書中將工廠模式分爲兩類：工廠方法模式（Factory Method）與抽象工廠模式（Abstract Factory）。

        將簡單工廠模式（Simple Factory）看爲工廠方法模式的一種特例，兩者歸爲一類。 

三、區別 
工廠方法模式：
一個抽象產品類，可以派生出多個具體產品類。   
一個抽象工廠類，可以派生出多個具體工廠類。   
每個具體工廠類只能創建一個具體產品類的實例。
抽象工廠模式：
多個抽象產品類，每個抽象產品類可以派生出多個具體產品類。   
一個抽象工廠類，可以派生出多個具體工廠類。   
每個具體工廠類可以創建多個具體產品類的實例。   
區別：
工廠方法模式只有一個抽象產品類，而抽象工廠模式有多個。   
工廠方法模式的具體工廠類只能創建一個具體產品類的實例，而抽象工廠模式可以創建多個。
兩者皆可。 

 四、簡單工廠模式 
建立一個工廠（一個函數或一個類方法）來製造新的對象。
分佈說明引子：從無到有。客戶自己創建寶馬車，然後拿來用。

 

 

public class BMW320 {
    public BMW320(){
        System.out.println("製造-->BMW320");
    }
}

public class BMW523 {
    public BMW523(){
        System.out.println("製造-->BMW523");
    }
}

public class Customer {
    public static void main(String[] args) {
        BMW320 bmw320 = new BMW320();
        BMW523 bmw523 = new BMW523();
    }
}

客戶需要知道怎麼去創建一款車,客戶和車就緊密耦合在一起了.爲了降低耦合,就出現了工廠類,把創建寶馬的操作細節都放到了工廠裏面去,客戶直接使用工廠的創建工廠方法,傳入想要的寶馬車型號就行了,而不必去知道創建的細節.這就是工業革命了：簡單工廠模式

即我們建立一個工廠類方法來製造新的對象。如圖：

產品類：

abstract class BMW {
    public BMW(){

    }
}

public class BMW320 extends BMW {
    public BMW320() {
        System.out.println("製造-->BMW320");
    }
}
public class BMW523 extends BMW{
    public BMW523(){
        System.out.println("製造-->BMW523");
    }
}

工廠類：

public class Factory {
    public BMW createBMW(int type) {
        switch (type) {

        case 320:
            return new BMW320();

        case 523:
            return new BMW523();

        default:
            break;
        }
        return null;
    }
}

客戶類：

public class Customer {
    public static void main(String[] args) {
        Factory factory = new Factory();
        BMW bmw320 = factory.createBMW(320);
        BMW bmw523 = factory.createBMW(523);
    }
}

   簡單工廠模式又稱靜態工廠方法模式。重命名上就可以看出這個模式一定很簡單。它存在的目的很簡單：定義一個用於創建對象的接口。 
      先來看看它的組成： 
         1) 工廠類角色：這是本模式的核心，含有一定的商業邏輯和判斷邏輯，用來創建產品
         2) 抽象產品角色：它一般是具體產品繼承的父類或者實現的接口。         
         3) 具體產品角色：工廠類所創建的對象就是此角色的實例。在Java中由一個具體類實現。 
        
        下面我們從開閉原則（對擴展開放；對修改封閉）上來分析下簡單工廠模式。當客戶不再滿足現有的車型號的時候，想要一種速度快的新型車，只要這種車符合抽象產品制定的合同，那麼只要通知工廠類知道就可以被客戶使用了。所以對產品部分來說，它是符合開閉原則的；但是工廠部分好像不太理想，因爲每增加一種新型車，都要在工廠類中增加相應的創建業務邏輯（createBMW(int type)方法需要新增case），這顯然是違背開閉原則的。可想而知對於新產品的加入，工廠類是很被動的。對於這樣的工廠類，我們稱它爲全能類或者上帝類。 
        我們舉的例子是最簡單的情況，而在實際應用中，很可能產品是一個多層次的樹狀結構。由於簡單工廠模式中只有一個工廠類來對應這些產品，所以這可能會把我們的上帝累壞了，也累壞了我們這些程序員。
        於是工廠方法模式作爲救世主出現了。 工廠類定義成了接口,而每新增的車種類型,就增加該車種類型對應工廠類的實現,這樣工廠的設計就可以擴展了,而不必去修改原來的代碼。
五、工廠方法模式 
        工廠方法模式去掉了簡單工廠模式中工廠方法的靜態屬性，使得它可以被子類繼承。這樣在簡單工廠模式裏集中在工廠方法上的壓力可以由工廠方法模式裏不同的工廠子類來分擔。 
工廠方法模式組成： 
       1)抽象工廠角色： 這是工廠方法模式的核心，它與應用程序無關。是具體工廠角色必須實現的接口或者必須繼承的父類。在java中它由抽象類或者接口來實現。 
       2)具體工廠角色：它含有和具體業務邏輯有關的代碼。由應用程序調用以創建對應的具體產品的對象。 
       3)抽象產品角色：它是具體產品繼承的父類或者是實現的接口。在java中一般有抽象類或者接口來實現。 
       4)具體產品角色：具體工廠角色所創建的對象就是此角色的實例。在java中由具體的類來實現。 
       工廠方法模式使用繼承自抽象工廠角色的多個子類來代替簡單工廠模式中的“上帝類”。正如上面所說，這樣便分擔了對象承受的壓力；而且這樣使得結構變得靈活 起來——當有新的產品產生時，只要按照抽象產品角色、抽象工廠角色提供的合同來生成，那麼就可以被客戶使用，而不必去修改任何已有 的代碼。可以看出工廠角色的結構也是符合開閉原則的！ 

代碼如下： 

產品類：

abstract class BMW {
    public BMW(){

    }
}
public class BMW320 extends BMW {
    public BMW320() {
        System.out.println("製造-->BMW320");
    }
}
public class BMW523 extends BMW{
    public BMW523(){
        System.out.println("製造-->BMW523");
    }
}

創建工廠類：

interface FactoryBMW {
    BMW createBMW();
}

public class FactoryBMW320 implements FactoryBMW{

    @Override
    public BMW320 createBMW() {

        return new BMW320();
    }

}
public class FactoryBMW523 implements FactoryBMW {
    @Override
    public BMW523 createBMW() {

        return new BMW523();
    }
}

客戶類：

public class Customer {
    public static void main(String[] args) {
        FactoryBMW320 factoryBMW320 = new FactoryBMW320();
        BMW320 bmw320 = factoryBMW320.createBMW();

        FactoryBMW523 factoryBMW523 = new FactoryBMW523();
        BMW523 bmw523 = factoryBMW523.createBMW();
    }
}

 工廠方法模式彷彿已經很完美的對對象的創建進行了包裝，使得客戶程序中僅僅處理抽象產品角色提供的接口，但使得對象的數量成倍增長。當產品種類非常多時，會出現大量的與之對應的工廠對象，這不是我們所希望的。

參考http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/7505909

以上就是簡單工廠模式，工廠方法模式，抽象工廠模式在這裏。

 

作者：jason0539

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