4.Factory Pattern（工厂模式）

工厂模式（Factory Pattern）定义：

　　定义了一个创建对象的接口，但由子类决定要实例化的类是哪一个。工厂方法让类把实例化推迟到子类。

　　针对实现编程，但是当我们每次使用new时候，不正是在针对实现编程吗？是的，当使用“new”时，你的确实在实例化一个具体类，所以用的确实是实现，而不是接口。代码绑定这具体类会导致代码更脆弱，更缺乏弹性。

　　Duck duck                          =                           new GreenDuck();

　　使用接口让代码具有弹性                                 但还是得建立具体类的实例

　　但我们总是要用new来创建对象吧。是的，在技术上，new没有错，毕竟这是Java基础部分。真正的犯人是我们的老朋友 “改变”，以及它是如何影响new的使用的。

看下面的代码：

/*当有一群相关的具体类时，通常会写出这样的代码*/
Duck duck;

if(picnic){
    duck = new GreenDuck();
}else if(hunting){
    duck = new DecoyDuck();
}else if(inBathTub){
    duck = new RubberDuck();
}...//还有更多的实现类，在运行程序时，要通过判断，来确定创建哪个对象

　　针对接口编程，可以隔离掉以后系统可能发生的一大堆改变。如果代码是针对接口编程而写，那么通过多态，它可以与任何新类实现该接口。但是，当代码使用大量的具体类时，等于是自找麻烦，因为一旦加入新的具体类，就必须改变代码。也就是说，你的代码并非 “对修改关闭”。想用新的具体类型来扩展代码，必须重新打开它。所以，遇到问题时候，就应该回到OO设计原则去寻找线索。别忘了，我们的第一个原则用来处理改变，并帮助我们 “找出会变化的方面，把它们从不变的部分分离出来”

举例：

　　有一家比萨店，定制比萨的方法如下：

Pizza orderPizza(String type){//这只是类中一个方法，将想要定制的比萨的type类型传入，就会制作出相应的比萨
    Pizza pizza;
    
    if(type.equals("cheese")){//根据比萨的type类型，实例化正确的具体类，然后将其赋值给pizza实例变量。
        pizza = new CheesePizza();//请注意，这里的任何比萨都必须实现Pizza接口
    }else if(type.equals("greek"){
        pizza = new GreekPizza();
    }else if(type.equals("pepperoni"){
        pizza = new PepperoniPizza();
    }
    
    
    pizza.prepare();//一旦知道要制作什么类型的比萨，那么我们将要进行加工
    pizza.bake();//这四个方法，分别是制作比萨的四个步骤
    pizza.cut();
    pizza.box();
    
    return pizza;
}

 正如上面所说，我们要制作新的比萨具体类或者删除现有的比萨具体类，都需要打开orderPizza()方法所在的类，来添加或删除里面的实例化。

我们要做的是，找出会变化的方面，把它们从不变的部分分离出来，现在我们将判断制作比萨类型部分从orderPizza()方法中分离出来：

Pizza orderPizza(String type){//这只是类中一个方法，将想要定制的比萨的type类型传入，就会制作出相应的比萨
    Pizza pizza;
    
    //原先实例化比萨的部分被分离出去
    
    pizza.prepare();//一旦知道要制作什么类型的比萨，那么我们将要进行加工
    pizza.bake();//这四个方法，分别是制作比萨的四个步骤
    pizza.cut();
    pizza.box();
    
    return pizza;
}

public class SimplePizzaFactory{
    public Pizza createPizza(String type){
        Pizza pizza = null;
        
        if(type.equals("cheese")){//根据比萨的type类型，实例化正确的具体类，然后将其赋值给pizza实例变量。
            pizza = new CheesePizza();//请注意，这里的任何比萨都必须实现Pizza接口
        }else if(type.equals("pepperoni"){//删除了一些比萨，又增加了一些比萨
            pizza = new PepperoniPizza();
        }else if(type.equals("clam"){
            pizza = new ClamPizza();
        }else if(type.equals("veggie"){
            pizza = new VeggiePizza();
        }
        
        return pizza;
    }
}

　　从上面代码可以看出，我们将orderPizza()方法中实例化比萨的部分分离出来，单独放入了SimplePizzaFactory类中。

　　那么，关于new的问题还是没有解决，我们还是针对实现编程，只是把针对实现编程的部分搬到了另一个对象中。问题还是存在，没错，确实存在。但是我们已经做到最小化改变代码（以我们现在所学的知识，还不足以脱离new来实例化对象，所以肯定要针对实现编程。若不能避免，那就做到最好！），若以后要修改创建比萨实例部分，就只要打开SimplePizzaFactory类就可以修改。

　　现在我们将PizzaStore（比萨店）类实现：

public class PizzaStore{
    SimplePizzaFactory factory;//比萨工厂对象
    
    public PizzaStore(SimplePizzaFactory factory){//在构造器中，需要一个工厂对象作为参数
        this.factory = factory;
    }
    
    public Pizza orderPizza(String type){
        Pizza pizza;
        
        pizza = factory.createPizza(type);//将实例化比萨对象的责任交给工厂对象
        
        pizza.prepare();//一旦知道要制作什么类型的比萨，那么我们将要进行加工
        pizza.bake();//这四个方法，分别是制作比萨的四个步骤
        pizza.cut();
        pizza.box();
        
        return pizza;
    }
}

上面的就是简单工厂模式，这只是小本生意的开始。我们只开了一家比萨店，现在我们的比萨店出名了，要开跨地区连锁店，规定每个地区开一家。我们做的比萨要符合当地人的口味。于是各个地区的比萨口味又不一样。

　　不多说先把Pizza抽象类实现了：

import java.util.ArrayList;

public abstract class Pizza{
    String name;//比萨名字
    String dough;//面团
    String sauce;//酱
    ArrayList toppings = new ArrayList();//配料列表
    
    void prepare(){//准备做比萨方法
        System.out.println("Preparing " + name);
        System.out.println("Tossing dough...");
        System.out.println("Adding sauce...");
        System.out.println("Adding toppings: ");
        
        for(int i = 0; i < toppings.size(); i++){
            System.out.println("   " + toppings.get(i));
        }
    }
    
    void bake(){//烘焙方法
        System.out.println("Bake for 25 minutes at 350");
    }
    
    void cut(){//切块方法
        System.out.println("Cutting the pizza into diagonal slices");
    }
    
    void box(){//装盒方法
        System.out.println("Place pizza in official PizzaStore box");
    }
    
    public String getName(){//获取名称方法
        return name;
    }
}

　　然后根据各地区做出不同的Pizza：

public class NYStyleCheesePizza extends Pizza{//NewYork比萨
    public NYStyleCheesePizza(){
        name = "NY Style Sauce and Cheese Pizza";
        dough = "Thin Crust Dough";
        sauce = "Marinara Sauce";
        
        toppings.add("Grated Reggiano Cheese");
    }
}

public class ChicagoStyleCheesePizza extends Pizza{//Chicago比萨
    public ChicagoStyleCheesePizza(){
        name = "Chicago Style Deep Dish Cheese Pizza";
        dough = "Extra Thick Crust Dough";
        sauce = "Plum Tomato Sauce";
        
        toppings.add("Shredded Mozzarella Cheese");
    }
    
    void cut(){
        System.out.println("Cutting the pizza into square slices");
    }
}

　　实现PizzaStore抽象类：

public abstract class PizzaStore{//所有地区的PizzaStore都要继承该抽象类
    public Pizza orderPizza(String type){//定制Pizza方法
        Pizza pizza;
        
        pizza = createPizza(type);//创建Pizza实例
        
        pizza.prepare();
        pizza.bake();
        pizza.cut();
        pizza.box();
        
        return pizza;
    }
    
    abstract Pizza createPizza(String type);//创建Pizza实例的方法由每个地区的PizzaStore子类来实现
}

　　每个地区开一个PizzaStore：

public class NYPizzaStore extends PizzaStore{//NewYork店
    Pizza createPizza(String item){
        if(item.equals("cheese")){//可以制作出cheese口味的Pizza
            return new NYStyleCheesePizza();
        }else return null;//也可以制作出其他口味的Pizza，我就不实现了。
    }
}

public class ChicagoPizzaStore extends PizzaStore{//Chicago店
    Pizza createPizza(String item){
        if(item.equals("cheese")){//可以制作出Cheese口味的Pizza
            return new ChicagoStyleCheesePizza();
        }else return null;//也可以制作出其他口味的Pizza，我就不实现了。
    }
}

　　测试类：

public class PizzaTestDrive{
    
    public static void main(String args[]){
        //先开店
        PizzaStore nyStore = new NYPizzaStore();
        PizzaStore chicagoStore = new ChicagoPizzaStore();
        
        //NYPizzaStore店制作出cheese口味的Pizza
        Pizza pizza = nyStore.orderPizza("cheese");
        System.out.println("Ethan ordered a " + pizza.getName() + "\n");
        //ChicagoPizzaStore店制作出cheese口味的Pizza
        pizza = chicagoStore.orderPizza("cheese");
        System.out.println("Joel ordered a " + pizza.getName() + "\n");
    }
}

编译运行结果：

 　　上面的就是工厂模式。

总结一下，有两个抽象类：

1.Pizza抽象类：这个抽象类是产品抽象类，换句话说就是工厂要制作出的产品。所有的Pizza子类都要继承自该Pizza抽象类。

2.PizzaStore抽象类：这个抽象类是工厂抽象类，这个抽象类中有一个createPizza()抽象方法，这个方法就是为了让子类去实现自己的产品类。这样一来，子类可以根据自己的情况，随心所欲的生产符合自己口味的产品。

再细细地品味一下工厂模式的定义：

　　工厂模式定义了一个创建对象的接口（工厂抽象类），但由工厂子类决定要实例化哪一个类。工厂方法让类把实例化推迟到了工厂子类。

由工厂子类决定要实例化哪一个类，不要理解错误。并不是指模式允许子类本身在运行时做决定，而是指在编写工厂抽象类时，不需要知道实际创建的产品是哪一个。选择使用了哪个子类，自然就决定了实际创建的产品是什么。

这里温馨提醒一下：在设计模式中，所谓的 “实现一个接口” 并 “不一定” 表示 “写一个接口，并利用implements关键字来实现这个接口”。“实现一个接口” 泛指 “实现某个超类型（可以是类或接口）的某个方法” 。