23种设计模式——工厂模式

简单工厂模式

1. 定义一个工厂类，他可以根据参数的不同返回不同类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类
2. 在简单工厂模式中用于被创建实例的方法通常为静态(static)方法,因此简单工厂模式又被成为静态工厂方法(Static Factory Method)
3. 需要什么，只需要传入一个正确的参数，就可以获取所需要的对象，而无需知道其实现过程

例如，我开一家披萨店，当客户需要某种披萨并且我这家店里也能做的时候，我就会为其提供所需要的披萨(当然是要钱的哈哈),如果其所需的我这没有，则是另外的情况，后面会谈。这时候，我这家 披萨店就可以看做工厂(Factory),而生产出来的披萨被成为产品(Product),披萨的名称则被称为参数，工厂可以根据参数的不同返回不同的产品，这就是简单工厂模式。

/**
*
*  定义一个抽象类或者是接口
*
**/
public abstract class Computer {
    /**
     * 产品的抽象方法，由具体的产品类去实现
     */
    public abstract void start();
}


//实现类1
public class LenovoComputer extends Computer{
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("联想电脑启动");
}

//实现类2
public class HpComputer extends Computer{
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("惠普电脑启动");
    }
}

//实现类3
public class AsusComputer extends Computer {
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("华硕电脑启动");
    }
}

//创建工厂类，提供静态方法
public class ComputerFactory {
    public static Computer createComputer(String type){
        Computer mComputer=null;
        switch (type) {
            case "lenovo":
                mComputer=new LenovoComputer();
               break;
            case "hp":
                mComputer=new HpComputer();
                break;
            case "asus":
                mComputer=new AsusComputer();
                break;

        }
        return mComputer;
    }
}

//客户端调用
public class CreatComputer {
    public static void main(String[]args){
      ComputerFactory.createComputer("hp").start();
    }
}

第二种实现方法：

public class RuleConfigParserFactory {
  private static final Map<String, RuleConfigParser> cachedParsers = new HashMap<>();

  static {
    cachedParsers.put("json", new JsonRuleConfigParser());
    cachedParsers.put("xml", new XmlRuleConfigParser());
    cachedParsers.put("yaml", new YamlRuleConfigParser());
    cachedParsers.put("properties", new PropertiesRuleConfigParser());
  }

  public static IRuleConfigParser createParser(String configFormat) {
    if (configFormat == null || configFormat.isEmpty()) {
      return null;//返回null还是IllegalArgumentException全凭你自己说了算
    }
    IRuleConfigParser parser = cachedParsers.get(configFormat.toLowerCase());
    return parser;
  }
}

为了节省内存和对象创建的时间，我们可以将 parser 事先创建好缓存起来。

缺点：

1 扩展性差（我想增加一种电脑，除了新增一个电脑产品类，还需要修改工厂类方法）

2 不同的产品需要不同额外参数的时候 不支持。

 

工厂方法模式

将类的实例化（具体产品的创建）延迟到工厂类的子类（具体工厂）中完成，即由子类来决定应该实例化（创建）哪一个类。

UML类图:

模式组成

组成（角色）	关系	作用
抽象产品（Product）	具体产品的父类	描述具体产品的公共接口
具体产品（Concrete Product）	抽象产品的子类；工厂类创建的目标类	描述生产的具体产品
抽象工厂（Creator）	具体工厂的父类	描述具体工厂的公共接口
具体工厂（Concrete Creator）	抽象工厂的子类；被外界调用	描述具体工厂；实现FactoryMethod工厂方法创建产品的实例

使用步骤

步骤1： 创建抽象工厂类，定义具体工厂的公共接口；
步骤2： 创建抽象产品类 ，定义具体产品的公共接口；
步骤3： 创建具体产品类（继承抽象产品类） & 定义生产的具体产品；
步骤4：创建具体工厂类（继承抽象工厂类），定义创建对应具体产品实例的方法；
步骤5：外界通过调用具体工厂类的方法，从而创建不同具体产品类的实例

 

实例：

abstract class Product{
    public abstract void Show();
}

//具体产品A类
class  ProductA extends  Product{
    @Override
    public void Show() {
        System.out.println("生产出了产品A");
    }
}
 
//具体产品B类
class  ProductB extends  Product{
 
    @Override
    public void Show() {
        System.out.println("生产出了产品B");
}

abstract class Factory{
    public abstract Product Manufacture();
}

//工厂A类 - 生产A类产品
class  FactoryA extends Factory{
    @Override
    public Product Manufacture() {
        return new ProductA();
    }
}
 
//工厂B类 - 生产B类产品
class  FactoryB extends Factory{
    @Override
    public Product Manufacture() {
        return new ProductB();
    }
}

//生产工作流程
public class FactoryPattern {
    public static void main(String[] args){
        //客户要产品A
        FactoryA mFactoryA = new FactoryA();
        mFactoryA.Manufacture().Show();
 
        //客户要产品B
        FactoryB mFactoryB = new FactoryB();
        mFactoryB.Manufacture().Show();
    }
}

缺点：

• 添加新产品时，除了增加新产品类外，还要提供与之对应的具体工厂类，系统类的个数将成对增加，在一定程度上增加了系统的复杂度；同时，有更多的类需要编译和运行，会给系统带来一些额外的开销；
• 由于考虑到系统的可扩展性，需要引入抽象层，在客户端代码中均使用抽象层进行定义，增加了系统的抽象性和理解难度，且在实现时可能需要用到DOM、反射等技术，增加了系统的实现难度。
• 虽然保证了工厂方法内的对修改关闭，但对于使用工厂方法的类，如果要更换另外一种产品，仍然需要修改实例化的具体工厂类；
• 一个具体工厂只能创建一种具体产品。

 

抽象工厂模式

抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是围绕一个超级工厂创建其他工厂。该超级工厂又称为其他工厂的工厂。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

在抽象工厂模式中，接口是负责创建一个相关对象的工厂，不需要显式指定它们的类。每个生成的工厂都能按照工厂模式提供对象。

应用实例：举一个衣服与衣柜的例子。家里边，有男装（产品族，其中包含休闲男装和商务男装）、女装（产品族，其中包含休闲女装和商务女装）。商务女装、商务男装、时尚女装、时尚男装，这些都是具体产品。男装专门放在男衣柜（具体工厂）中，女装专门放在女衣柜（具体工厂）中。当我们需要拿衣服时候，从衣柜（抽象工厂）中获取

实现：

我们将创建 Shape 和 Color 接口和实现这些接口的实体类。下一步是创建抽象工厂类 AbstractFactory。接着定义工厂类 ShapeFactory 和 ColorFactory，这两个工厂类都是扩展了 AbstractFactory。然后创建一个工厂创造器/生成器类 FactoryProducer。

AbstractFactoryPatternDemo 类使用 FactoryProducer 来获取 AbstractFactory 对象。它将向 AbstractFactory 传递形状信息 Shape（CIRCLE / RECTANGLE / SQUARE），以便获取它所需对象的类型。同时它还向 AbstractFactory 传递颜色信息 Color（RED / GREEN / BLUE），以便获取它所需对象的类型。

Shape接口和实现类：

public interface Shape {
   void draw();
}

public class Rectangle implements Shape {
 
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
   }
}

public class Square implements Shape {
 
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Square::draw() method.");
   }
}

public class Circle implements Shape {
 
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
   }
}

 Color接口和实现类

public interface Color {
   void fill();
}

public class Red implements Color {
 
   @Override
   public void fill() {
      System.out.println("Inside Red::fill() method.");
   }
}


public class Green implements Color {
 
   @Override
   public void fill() {
      System.out.println("Inside Green::fill() method.");
   }
}

public class Blue implements Color {
 
   @Override
   public void fill() {
      System.out.println("Inside Blue::fill() method.");
   }
}

为 Color 和 Shape 对象创建抽象类来获取工厂

public abstract class AbstractFactory {
   public abstract Color getColor(String color);
   public abstract Shape getShape(String shape) ;
}


public class ShapeFactory extends AbstractFactory {
    
   @Override
   public Shape getShape(String shapeType){
      if(shapeType == null){
         return null;
      }        
      if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
         return new Circle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
         return new Rectangle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
         return new Square();
      }
      return null;
   }
   
   @Override
   public Color getColor(String color) {
      return null;
   }
}


public class ColorFactory extends AbstractFactory {
    
   @Override
   public Shape getShape(String shapeType){
      return null;
   }
   
   @Override
   public Color getColor(String color) {
      if(color == null){
         return null;
      }        
      if(color.equalsIgnoreCase("RED")){
         return new Red();
      } else if(color.equalsIgnoreCase("GREEN")){
         return new Green();
      } else if(color.equalsIgnoreCase("BLUE")){
         return new Blue();
      }
      return null;
   }
}

创建一个工厂创造器/生成器类，通过传递形状或颜色信息来获取工厂。

public class FactoryProducer {
   public static AbstractFactory getFactory(String choice){
      if(choice.equalsIgnoreCase("SHAPE")){
         return new ShapeFactory();
      } else if(choice.equalsIgnoreCase("COLOR")){
         return new ColorFactory();
      }
      return null;
   }
}

使用 FactoryProducer 来获取 AbstractFactory，通过传递类型信息来获取实体类的对象。

public class AbstractFactoryPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
 
      //获取形状工厂
      AbstractFactory shapeFactory = FactoryProducer.getFactory("SHAPE");
 
      //获取形状为 Circle 的对象
      Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");
 
      //调用 Circle 的 draw 方法
      shape1.draw();
 
      //获取形状为 Rectangle 的对象
      Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
 
      //调用 Rectangle 的 draw 方法
      shape2.draw();
      
      //获取形状为 Square 的对象
      Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");
 
      //调用 Square 的 draw 方法
      shape3.draw();
 
      //获取颜色工厂
      AbstractFactory colorFactory = FactoryProducer.getFactory("COLOR");
 
      //获取颜色为 Red 的对象
      Color color1 = colorFactory.getColor("RED");
 
      //调用 Red 的 fill 方法
      color1.fill();
 
      //获取颜色为 Green 的对象
      Color color2 = colorFactory.getColor("Green");
 
      //调用 Green 的 fill 方法
      color2.fill();
 
      //获取颜色为 Blue 的对象
      Color color3 = colorFactory.getColor("BLUE");
 
      //调用 Blue 的 fill 方法
      color3.fill();
   }
}

优点：能够从多个产品族的多个产品中，简洁的获取想要的具体产品。解决了工厂模式中的不符合开闭原则的问题（增加新的产品时候，不修改工厂，而是增加工厂）。

缺点：产品族扩展比较困难，要增加一个系列的某一产品，要增加具体的产品类，还要增加对应的工厂类（或者修改对应产品族的工厂类）。

 

总结

工厂方法模式：
             一个抽象产品类，可以派生出多个具体产品类。   
             一个抽象工厂类，可以派生出多个具体工厂类。   
             每个具体工厂类只能创建一个具体产品类的实例。
抽象工厂模式：
            多个抽象产品类，每个抽象产品类可以派生出多个具体产品类。   
            一个抽象工厂类，可以派生出多个具体工厂类。   
            每个具体工厂类可以创建多个具体产品类的实例。  

区别

            工厂方法模式只有一个抽象产品类，而抽象工厂模式有多个。   
            工厂方法模式的具体工厂类只能创建一个具体产品类的实例，而抽象工厂模式可以创建多个。

 

转载：https://www.jianshu.com/p/5cb52d84bd6d

          https://blog.csdn.net/qq564425/article/details/81082242

          https://www.runoob.com/design-pattern/factory-pattern.html