Java设计模式（学习整理）---工厂模式

1、工厂模式
1.1 为什么使用工厂模式？
因为工厂模式就相当于创建实例对象的new，我们经常要根据类Class生成实例对象，如A a=new A() 工厂模式也是用来创建实例对象的，所以以后new时就要多个心眼，是否可以考虑实用工厂模式，虽然这样做，可能多做一些工作，但会给你系统带来更大的可扩展性和尽量少的修改量。
    我们以类Sample为例， 如果我们要创建Sample的实例对象:
Sample sample=new Sample();
    可是，实际情况是，通常我们都要在创建sample实例时做点初始化的工作,比如赋值 查询数据库等。
    首先，我们想到的是，可以使用Sample的构造函数，这样生成实例就写成:
    Sample sample=new Sample(参数);
    但是，如果创建sample实例时所做的初始化工作不是象赋值这样简单的事，可能是很长一段代码，如果也写入构造函数中，那你的代码很难看了（就需要Refactor重整）。
    为什么说代码很难看，初学者可能没有这种感觉，我们分析如下，初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，这也是有背于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(减少段和段之间偶合联系性)，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。
    在本例中，首先，我们需要将创建实例的工作与使用实例的工作分开, 也就是说，让创建实例所需要的大量初始化工作从Sample的构造函数中分离出去。
    这时我们就需要Factory工厂模式来生成对象了，不能再用上面简单new Sample(参数)。还有,如果Sample有个继承如MySample, 按照面向接口编程,我们需要将Sample抽象成一个接口.现在Sample是接口,有两个子类MySample 和HisSample .我们要实例化他们时,如下:
Sample mysample=new MySample();
Sample hissample=new HisSample();
    随着项目的深入,Sample可能还会"生出很多儿子出来", 那么我们要对这些儿子一个个实例化,更糟糕的是,可能还要对以前的代码进行修改:加入后来生出儿子的实例.这在传统程序中是无法避免的.
    但如果你一开始就有意识使用了工厂模式,这些麻烦就没有了.
1.2 工厂方法
上面的问题，我们可以用工厂方法解决：

 

 

public class Factory{
　　public static Sample creator(int which){
　　//getClass 产生Sample 一般可使用动态类装载装入类。
　　if (which==1)
　　　　return new SampleA();
　　else if (which==2)
　　　　return new SampleB();
　　}
}
 
那么在你的程序中,如果要实例化Sample时.就使用
Sample sampleA=Factory.creator(1);
    这样,在整个就不涉及到Sample的具体子类,达到封装效果,也就减少错误修改的机会,这个原理可以用很通俗的话来比喻:就是具体事情做得越多,越容易范错误.这每个做过具体工作的人都深有体会,相反,官做得越高,说出的话越抽象越笼统,范错误可能性就越少.好象我们从编程序中也能悟出人生道理?呵呵.
    使用工厂方法 要注意几个角色，首先你要定义产品接口，如上面的Sample,产品接口下有Sample接口的实现类,如SampleA,其次要有一个factory类，用来生成产品Sample，如下图，最右边是生产的对象Sample：

 

    进一步稍微复杂一点，就是在工厂类上进行拓展，工厂类也有继承它的实现类concreteFactory了。
1.3 抽象工厂
抽象工厂和工厂方法区别在于需要创建对象的复杂程度上。
 

 

如果我们创建对象的方法变得复杂了,如上面工厂方法中是创建一个对象Sample,如果我们还有新的产品接口Sample2.
    这里假设：Sample有两个concrete类SampleA和SamleB，而Sample2也有两个concrete类Sample2A和SampleB2
    那么，我们就将上例中Factory变成抽象类,将共同部分封装在抽象类中,不同部分使用子类实现，下面就是将上例中的Factory拓展成抽象工厂:

public abstract class Factory{
　　public abstract Sample creator();
　　public abstract Sample2 creator(String name); 
}
public class SimpleFactory extends Factory{
　　public Sample creator(){
　　　　.........
　　　　return new SampleA
　　}
　　public Sample2 creator(String name){
　　　　.........
　　　　return new Sample2A
　　}
}
public class BombFactory extends Factory{
　　public Sample creator(){
　　　　......
　　　　return new SampleB 
　　}
　　public Sample2 creator(String name){
　　　　......
　　　　return new Sample2B
　　}
}
 
 
    从上面看到两个工厂各自生产出一套Sample和Sample2,也许你会疑问，为什么我不可以使用两个工厂方法来分别生产Sample和Sample2? 
    抽象工厂还有另外一个关键要点，是因为 SimpleFactory内，生产Sample和生产Sample2的方法之间有一定联系，所以才要将这两个方法捆绑在一个类中，这个工厂类有其本身特征，也许制造过程是统一的，比如：制造工艺比较简单，所以名称叫SimpleFactory。
1.4 工厂方法同动态类加载器的组合

Class SimpleFactory{
Public Simple getSimple(String className){
   …
   Simple simple = (Simple)class.forName(className).newInstance();
   …
   Return simple;
}
}

 举例说明：（工厂模式）

输出测试结果：
【苹果】：苹果:默认水果,重：3Kg,售价：5.0
【桃子】：桃子:青色桃子,重：10Kg,售价：20.0
【苹果】：苹果:美国进口蛇果,重：15Kg,售价：5.0

 

 

package mode_factory;

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;

/**
 * 水果厂（抽象类）
 * @author 小风微灵
 *
 */
public class FruitFactory implements Factory {

    /**
     * 售卖水果
     */
    @Override
    public Fruit createFruits(int index) {
        Fruit fruit=null;
        switch (index) {
            case 1:fruit=new Apple();break;
            case 2:fruit=new Peach("青色桃子",10,20);break;    
            default:fruit=new Apple("美国进口蛇果",15);break;
        }
        return fruit==null?new Apple():fruit;
    }
}
class ProgramStart{
    /**
     * 启动测试程序
     * @param params    
     */
    public static void main(String[] params) {
        //创建工厂
        FruitFactory factory=new FruitFactory();
        //水果箱
        List<Fruit> fruits=new ArrayList<Fruit>();
        //售卖水果
        fruits.add(factory.createFruits(1));
        fruits.add(factory.createFruits(2));
        fruits.add(factory.createFruits(3));        
        //打印
        for (Fruit fruit : fruits) {
            /**
             * 筛选类型
             */
            if(fruit instanceof Apple){
                System.out.println("【苹果】："+fruit.toString());
            }else if(fruit instanceof Peach){
                System.out.println("【桃子】："+fruit.toString());
            }
            
        }
        
    }
}

 

 

 

package mode_factory;
/**
 * 工厂接口
 * @author 小风微灵
 *
 */
public interface Factory {
    
    //水果厂
    Fruit createFruits(int index);
    
    //服装厂
    //Factory createClothes(int cloth);
}

 

 

 

package mode_factory;

public abstract class Fruit {

    /**
     * 成员变量
     */
    public String fruit;    //水果
    public int weight;        //重量    
    public double price;    //价格
    /*
     * 构造器
     */
    public Fruit(){this.fruit="默认水果";weight=3;price=5;}
    public Fruit(String fruit){
        this();
        setFruit(fruit);
    }
    public Fruit(String fruit,int weight){
        this(fruit);
        setFruit(fruit);
        setWeight(weight);
    }
    public Fruit(String fruit,int weight,double price){
        this(fruit,weight);
        setFruit(fruit);
        setWeight(weight);
        setPrice(price);
    }
    
    /**
     * 重写toString
     */
    @Override
    public String toString() {        
        return "这是:"+fruit+",重："+weight+"Kg,"+"售价："+price;
    }
    public String getFruit() {
        return fruit;
    }
    public void setFruit(String fruit) {
        this.fruit = fruit;
    }
    public int getWeight() {
        return weight;
    }
    public void setWeight(int weight) {
        this.weight = weight;
    }
    public double getPrice() {
        return price;
    }
    public void setPrice(double price) {
        this.price = price;
    }
}

 

 

 

 

/*桃子类*/
 1 package mode_factory;
/**
 * 桃子类
 * @author 小风微灵
 *
 */
public class Peach extends Fruit {
    
    public Peach(){}
    public Peach(String peach){
        super(peach);
    }
    public Peach(String peach,int weight){
        super(peach,weight);
    }
    public Peach(String peach,int weight,double price){
        super(peach,weight,price);
    }
    
    @Override
    public String toString() {
        return "桃子:"+super.fruit+",重："+super.weight+"Kg,"+"售价："+super.price;
    }
}

 

 

 

/*苹果类*/
 1 package mode_factory;
/**
* 苹果类
* @author 小风微灵
*
*/
public class Apple extends Fruit{
public Apple(){}
public Apple(String apple,int weight){
super(apple,weight);
}
public Apple(String apple,int weight,double price){
super(apple,weight,price);
}    
@Override
public String toString() {
return "苹果:"+super.fruit+",重："+super.weight+"Kg,"+"售价："+super.price;
}
}