Java工厂模式

1、工厂模式介绍

   在面向对象编程中，创建对象实例最常用的方式就是通过 new *** 作符构造一个对象实例，但在某些情况下，new *** 作符直接生成对象会存在一些问题。举例来说，对象的创建需要一系列的步骤：可能需要计算或取得对象的初始位置、选择生成哪个子对象实例、或在生成之前必须先生成一些辅助对象。 在这些情况，新对象的建立就是一个 “过程”，而不仅仅是一个 *** 作，就像一部大机器中的一个齿轮传动。

   针对上面这种情况，我们如何轻松方便地构造对象实例，而不必关心构造对象示例的细节和复杂过程？解决方案就是使用一个工厂类来创建对象。
   工厂模式将目的将创建对象的具体过程屏蔽隔离起来，从而达到更高的灵活性

   在23种设计模式中，工厂模式就占有两种设计模式：
   简单工厂模式（属于创建性模式，但不属于设计模式）
   工厂方法模式
   抽象工厂模式。

2、简单工厂模式（静态工厂模式）

   简单工厂模式通常使用静态方法构建，使用静态方法时又叫做静态工厂模式，简单工厂模式更像是一种编程习惯。

   简单工厂说白了就是一个超级工厂，他可以生产各种各样的产品，产品之间无关联，比如：

   简单工厂主要包括以下角色：
   1、抽象产品：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能
   2、具体产品：实现或继承抽象产品的子类
   3、具体工厂：提供了创建产品的方法，调用者通过该方法来获取产品

public class SimpleCoffeeFactory{
    public Coffee createCoffee(String type){
        Coffee coffee;
        if(type.equlas("A")){
            coffee = new AmericanCoffee();
        }else{
            coffee = new LatteCoffee();
        }
        return coffee;
    }
}

   从代码可以看到简单工厂模式缺点：

   优点：
   封装了创建对象的过程，可以通过参数直接获取对象。把对象的创建和业务逻辑分开，如果要实现新产品直接修改工厂类，更容易扩展。

   缺点：增加新产品时还是需要修改工厂类，违反了开闭原则。

   在开发中也有一部分人将工厂类中的创建对象的功能定义为静态的，这个就是静态工厂模式，它也不是23种设计模式中的。

public class StaticCoffeeFactory{
    public static Coffee createCoffee(String type){
        Coffee coffee;
        if(type.equals("A")){
            coffee = new AmericanCoffee();
        }else{
            coffee = new LatteCoffee();
        }
        return coffee;
    }
}

3、工厂方法模式

   工厂方法模式将工厂抽象化，并定义一个创建对象的接口。每增加新产品，只需增加该产品以及对应的具体实现工厂类，由具体工厂类决定要实例化的产品是哪个，将对象的创建与实例化延迟到子类，这样工厂的设计就符合“开闭原则”了，扩展时不必去修改原来的代码。在使用时，用于只需知道产品对应的具体工厂，关注具体的创建过程，甚至不需要知道具体产品类的类名，当我们选择哪个具体工厂时，就已经决定了实际创建的产品是哪个了。

   但缺点在于，每增加一个产品都需要增加一个具体产品类和实现工厂类，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。

   工厂方法模式主要包括以下角色：
   1、抽象工厂 AbstractFactory： 工厂方法模式的核心，是具体工厂角色必须实现的接口或者必须继承的父类，在 Java 中它由抽象类或者接口来实现。
   2、具体工厂 Factory：被应用程序调用以创建具体产品的对象，含有和具体业务逻辑有关的代码
   3、抽象产品 AbstractProduct：是具体产品继承的父类或实现的接口，在 Java 4、 中一般有抽象类或者接口来实现。
   具体产品 Product：具体工厂角色所创建的对象就是此角色的实例。

产品类：

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

工厂类：

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();
	}

4、抽象工厂模式

   在工厂方法模式中，我们使用一个工厂创建一个产品，一个具体工厂对应一个具体产品，但有时候我们需要一个工厂能够提供多个产品对象，而不是单一的对象，这个时候我们就需要使用抽象工厂模式。

   在介绍抽象工厂模式前，我们先清楚两个概念：

   产品等级结构：产品等级结构指的是产品的继承结构，例如一个空调抽象类，它有海尔空调、格力空调、美的空调等一系列的子类，那么这个空调抽象类和他的子类就构成了一个产品等级结构。
   产品族：产品族是指由同一个工厂生产的，位于不同产品等级结构中的一组产品。比如，海尔工厂生产海尔空调、海尔冰箱，那么海尔空调则位于空调产品族中。

   抽象工厂主要包括以下角色：
   1、抽象工厂 AbstractFactory：定义了一个接口，这个接口包含了一组方法用来生产产品，所有的具体工厂都必须实现此接口。
   2、具体工厂 ConcreteFactory：用于生产不同产品族，要创建一个产品，用户只需使用其中一个工厂进行获取，完全不需要实例化任何产品对象。
   3、抽象产品 AbstractProduct：这是一个产品家族，每一个具体工厂都能够生产一整组产品。
   4、具体产品 Product

工厂的抽象接口

public interface MethodFactory {

    //生产一个冰箱
    Refrigerator createRefiger();

    //生产一个空调
    AirConditioning createAirConditioning();

    //生产一个 TV
    TV createTV();
}

这里我们创建格力工厂、海尔工厂和海信工厂。

public class GeliFactory implements MethodFactory {

    @Override
    public Refrigerator createRefiger() {
        return new GeliRefrigerator();
    }

    @Override
    public AirConditioning createAirConditioning() {
        return new GeliAirConditioning();
    }

    @Override
    public TV createTV() {
        return new GeliTV();
    }
}

格力工厂返回的是格力的空调、格力的冰箱以及格力的电视机，海尔和海信也都会返回他们自己品牌的产品，这里就不贴他们的代码了，一样的代码，只是不一样的实现。

   抽象工厂模式可能不如前两者常见，但是确是为了补充前两者的，有特定的场景。
   想象这么一种情况，你使用了工厂方法模式，你的工厂提供的能力非常多，可以生产冰箱、电视、空调、洗衣机、电脑以及桌子等等，这样你就会产生很多的工厂。
   抽象工厂的作用就是在一定前提下，帮你分类这些工厂，比如按品牌分类，或者按照价格等级分类，这样会大大缩减系统中的工厂数量。
   这个前提就是你的这些工厂需要在两个维度上具备共性：

   专业术语就是『产品等级』和『产品族』两个概念，说人话就是，这些工厂需要至少具有两个共性，比如都可以按照类型区分成三类，电视机、冰箱和空调，也可以按照品牌区分成海尔、海信和 TCL。

   这样他们就具备抽象工厂的前提条件，你可以按照产品族合并工厂，正如我上面使用到的例子一样，工厂对外提供生产电视、冰箱和空调三种能力，而系统按品牌存在三个工厂。

   抽象工厂其实就是帮助减少系统的工厂数量的，但前提条件就是这些工厂要具备两个及以上的共性。

5、总结

    看了网上各种对工厂模式的描述，内容很杂，自己大概整理一下。

    **简单工厂模式：**就是在一个工厂里返回各种产品，违反了开闭原则，不属于设计模式，用静态方法构建时就是我们耳熟能详的静态工厂模式。

    **工厂方法模式：**通过抽象工厂接口,为每个产品建立一个工厂类,比如空调工厂类,电视工厂类等等,符合设计原则,但是后期拓展有困难,我想加一个新的产品只能不断的拓展工厂类,还要考虑到空调有多种,如美的空调,格里空调等等。

    **抽象工厂模式：**为了解决工厂方法的拓展,根据『产品等级』和『产品族』对产品进行分类,根据产品共性减少工厂的数量。比如从产品品牌上划分出格里工厂，美的工厂生产空调，电视，洗衣机等产品；从产品属性上抽象出电视工厂，空调工厂等。