Java中的工厂模式

设计模式遵循原则

• 开闭原则：对扩展开放，对修改关闭
• 里氏代换原则：只有当衍生类可以替换掉基类，软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被覆用。而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为
• 依赖倒转原则：开闭原则的基础，对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体
• 接口隔离原则：使用多个隔离的接口来降低耦合度
• 迪米特法原则：最少知道原则。一个实体应该尽量少的与其他实体之间发生相互作用，使得系统功能模块相对独立
• 合成复用原则：尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。继承实际上破环了类的封装性，超类的方法可能会被子类修改。

工厂模式

简单工厂模式

简单工厂模式当中，一个工厂负责生产所有的产品。如上图所示，无论是戴尔鼠标还是惠普鼠标，都在一家鼠标工厂中生产。工厂通过用户的需要生产不同的鼠标，即用户传入生产鼠标的参数，工厂返回生产出的鼠标实体。

具体实现如下：

//鼠标基类
class Mouse{
    public void sayHi(){};
}
//鼠标扩展类
class DellMouse extends Mouse{
    @Override
    public void sayHi() {
        System.out.println("产品：戴尔鼠标");
    }
}
class HpMouse extends Mouse{
    @Override
    public void sayHi() {
        System.out.println("产品：惠普鼠标");
    }
}
//鼠标工厂
class MouseFactory{
    //生产鼠标的方法，所有的鼠标都通过该方法生成
    public static Mouse createMouse(int i) {
        switch (i) {
        case 0: return new DellMouse();
        case 1: return new HpMouse();
        default: return null;
        }
    }
}
public class NormFactory {
    public static void main(String[] args) {
        Mouse hpm = MouseFactory.createMouse(1);
        Mouse dellm = MouseFactory.createMouse(0);
        hpm.sayHi();
        dellm.sayHi();
    }
}

打印结果如下：

产品：惠普鼠标
产品：戴尔鼠标

上述模式下，所有的鼠标都在同一个MouseFactory工厂下生产，有一个统一的create静态方法。在使用工厂时，不需要对工厂进行实例化，只需要调用该静态方法便可得到相应的产品。

但如果用户需要添加新一类的产品，例如有一项华硕鼠标，工厂要生产该产品则需要改create函数，这有悖于设计原则的开闭原则。

工厂模式

在该模式下，不同品牌的产品交由不同的工厂来生产，有一个统一的工厂接口，生产该产品的工厂都要实现该接口。

生产哪种产品不再由参数决定，而是在创建工厂时让工厂来决定，例如惠普的工厂只会生产惠普的鼠标，而戴尔的工厂只会生产戴尔的鼠标。

具体实现如下：

class Mouse{
    public void sayHi(){};
}

class DellMouse extends Mouse{
    @Override
    public void sayHi() {
        System.out.println("产品：戴尔鼠标");
    }
}
class HpMouse extends Mouse{
    @Override
    public void sayHi() {
        System.out.println("产品：惠普鼠标");
    }
}
//生产工厂接口
interface MouseFactory{
    public Mouse createMouse();
}
//不同的鼠标交由不同的工厂生产
class HpMouseFactory implements MouseFactory{
    @Override
    public Mouse createMouse() {
        return new HpMouse();
    }
}
class DellMouseFactory implements MouseFactory{
    @Override
    public Mouse createMouse() {
        return new DellMouse();
    }
}
public class NormFactory {
    public static void main(String[] args) {
        MouseFactory hpFact = new HpMouseFactory();
        MouseFactory dellFact = new DellMouseFactory();
        Mouse hpm = hpFact.createMouse();
        Mouse dellm = dellFact.createMouse();
        hpm.sayHi();
        dellm.sayHi();
    }
}

打印结果如下：

产品：惠普鼠标
产品：戴尔鼠标

该模式下代码的可扩展性大大提高，当需要添加一种商品时，只需要添加生产该商品的工厂，并让其实现生产工厂接口即可。

但在该模式下，商品的生产变得更为复杂，我们要得到一件商品，必须先得到一座生产该商品的工厂，再调用该工厂的生产方法才能得到该商品。

抽象工厂模式

、

该模式下的工厂生产的产品不唯一，同一品牌的工厂有着各种不同的产品，相当于是工厂模式的一个加强版。

具体实现如下：

class Mouse{
    public void sayHi(){};
}

class DellMouse extends Mouse {
    @Override
    public void sayHi() {
        System.out.println("产品：戴尔鼠标");
    }
}
class HpMouse extends Mouse {
    @Override
    public void sayHi() {
        System.out.println("产品：惠普鼠标");
    }
}

class KeyBoard {
    public void kick(){};
}
class HpKeyBoard extends KeyBoard {
    @Override
    public void kick() {
        System.out.println("产品：惠普键盘");
    }
}
class DellKeyBoard extends KeyBoard {
    @Override
    public void kick() {
        System.out.println("产品：戴尔键盘");
    }
}
//总的工厂接口
interface PcFactory {
    public Mouse createMouse() ;
    public KeyBoard createKeyBoard() ;
}
class HpFactory implements PcFactory {
    @Override
    public Mouse createMouse() {
        return new HpMouse();
    }

    @Override
    public KeyBoard createKeyBoard() {
        return new HpKeyBoard();
    }
}
class DellFactory implements PcFactory {
    @Override
    public Mouse createMouse() {
        return new DellMouse();
    }
    @Override
    public KeyBoard createKeyBoard() {
        return new DellKeyBoard();
    }
}

//当需要增加一个华硕工厂时：
class AsusMouse extends Mouse {
    @Override
    public void sayHi() {
        System.out.println("产品：华硕鼠标");
    }
}
class AsusKeyBoard extends KeyBoard {
    @Override
    public void kick() {
        System.out.println("产品：华硕键盘");
    }
}
class AsusFactory implements PcFactory {
    @Override
    public Mouse createMouse() {
        return new AsusMouse();
    }
    @Override
    public KeyBoard createKeyBoard() {
        return new AsusKeyBoard();
    }
}

public class NormFactory {
    public static void main(String[] args) {
        PcFactory hpFact = new HpFactory();
        Mouse hpm = hpFact.createMouse();
        KeyBoard hpkbd = hpFact.createKeyBoard();
        
        PcFactory dellFact = new DellFactory();
        Mouse dellm = dellFact.createMouse();
        KeyBoard dellkbd = dellFact.createKeyBoard();
        
        hpm.sayHi();
        dellm.sayHi();
        
        hpkbd.kick();
        dellkbd.kick();
    }
}

打印结果如下：

产品：惠普鼠标
产品：戴尔鼠标
产品：惠普键盘
产品：戴尔键盘

但该模式如果要添加产品时，需要修改PcFactory、DellFactory、HpFactory等所有实现了PcFactroy接口的工厂类，这是十分不好的。