Java設計模式——工廠模式

1、工廠模式分類

工廠模式主要是爲建立對象提供過渡接口，以便將建立對象的具體過程屏蔽隔離起來，達到提升靈活性的目的。

工廠模式在《Java與模式》中分爲三類：
（1）簡單工廠模式（Simple Factory）：不利於產生系列產品；

（2）工廠方法模式（Factory Method）：又稱爲多形性工廠；

（3）抽象工廠模式（Abstract Factory）：又稱爲工具箱，產生產品族，但不利於產生新的產品；

這三種模式從上到下逐步抽象，而且更具通常性。

GOF在《設計模式》一書中將工廠模式分爲兩類：

• 工廠方法模式（Factory Method）
  
• 抽象工廠模式（Abstract Factory）。
  將簡單工廠模式（Simple Factory）看爲工廠方法模式的一種特例，二者歸爲一類。

2、簡單工廠模式

簡單工廠模式又稱靜態工廠方法模式。重命名上就能夠看出這個模式很簡單。它存在的目的很簡單：定義一個用於建立對象的接口。

在簡單工廠模式中,一個工廠類處於對產品類實例化調用的中心位置上,它決定哪個產品類應當被實例化, 如同一個交通警察站在來往的車輛流中,決定放行那一個方向的車輛向那一個方向流動同樣。
先來看看它的組成：

（1) 工廠類角色：這是本模式的核心，含有必定的商業邏輯和判斷邏輯。在java中它每每由一個具體類實現。
（2) 抽象產品角色：它通常是具體產品繼承的父類或者實現的接口。在java中由接口或者抽象類來實現。
（3) 具體產品角色：工廠類所建立的對象就是此角色的實例。在java中由一個具體類實現。

3、工廠方法模式

工廠方法模式是簡單工廠模式的進一步抽象化和推廣，工廠方法模式裏再也不只由一個工廠類決定那一個產品類應當被實例化,這個決定被交給抽象工廠的子類去作。
來看下它的組成：

（1)抽象工廠角色： 這是工廠方法模式的核心，它與應用程序無關。是具體工廠角色必須實現的接口或者必須繼承的父類。在java中它由抽象類或者接口來實現。

（2)具體工廠角色：它含有和具體業務邏輯有關的代碼。由應用程序調用以建立對應的具體產品的對象。

（3)抽象產品角色：它是具體產品繼承的父類或者是實現的接口。在java中通常有抽象類或者接口來實現。

（4)具體產品角色：具體工廠角色所建立的對象就是此角色的實例。在java中由具體的類來實現。

工廠方法模式使用繼承自抽象工廠角色的多個子類來代替簡單工廠模式中的「上帝類」。正如上面所說，這樣便分擔了對象承受的壓力；並且這樣使得結構變得靈活 起來——當有新的產品（即暴發戶的汽車）產生時，只要按照抽象產品角色、抽象工廠角色提供的合同來生成，那麼就能夠被客戶使用，而沒必要去修改任何已有的代 碼。能夠看出工廠角色的結構也是符合開閉原則的！

代碼：

//抽象產品角色
public interface Moveable {
    void run();
}

//具體產品角色
public class Plane implements Moveable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("plane....");
    }
}

public class Broom implements Moveable {
@Override
    public void run() {
        System.out.println("broom.....");
    }
}

//抽象工廠
public abstract class VehicleFactory {
    abstract Moveable create();
}
//具體工廠
public class PlaneFactory extends VehicleFactory{
    public Moveable create() {
        return new Plane();
    }
}
public class BroomFactory extends VehicleFactory{
    public Moveable create() {
        return new Broom();
    }
}
//測試類
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        VehicleFactory factory = new BroomFactory();
        Moveable m = factory.create();
        m.run();
    }
}

能夠看出工廠方法的加入，使得對象的數量成倍增加。當產品種類很是多時，會出現大量的與之對應的工廠對象，這不是咱們所但願的。由於若是不能避免這種情 況，能夠考慮使用簡單工廠模式與工廠方法模式相結合的方式來減小工廠類：即對於產品樹上相似的種類（通常是樹的葉子中互爲兄弟的）使用簡單工廠模式來實現。

4、簡單工廠和工廠方法模式的比較

工廠方法模式和簡單工廠模式在定義上的不一樣是很明顯的。工廠方法模式的核心是一個抽象工廠類,而不像簡單工廠模式, 把核心放在一個實類上。工廠方法模式能夠容許不少實的工廠類從抽象工廠類繼承下來, 從而能夠在實際上成爲多個簡單工廠模式的綜合,從而推廣了簡單工廠模式。
反過來說,簡單工廠模式是由工廠方法模式退化而來。設想若是咱們很是肯定一個系統只須要一個實的工廠類, 那麼就不妨把抽象工廠類合併到實的工廠類中去。而這樣一來,咱們就退化到簡單工廠模式了。

5、抽象工廠模式

代碼：

//抽象工廠類
public abstract class AbstractFactory {
    public abstract Vehicle createVehicle();
    public abstract Weapon createWeapon();
    public abstract Food createFood();
}
//具體工廠類，其中Food,Vehicle，Weapon是抽象類，
public class DefaultFactory extends AbstractFactory{
    @Override
    public Food createFood() {
        return new Apple();
    }
    @Override
    public Vehicle createVehicle() {
        return new Car();
    }
    @Override
    public Weapon createWeapon() {
        return new AK47();
    }
}
//測試類
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractFactory f = new DefaultFactory();
        Vehicle v = f.createVehicle();
        v.run();
        Weapon w = f.createWeapon();
        w.shoot();
        Food a = f.createFood();
        a.printName();
    }
}

在抽象工廠模式中，抽象產品 (AbstractProduct) 多是一個或多個，從而構成一個或多個產品族(Product Family)。 在只有一個產品族的狀況下，抽象工廠模式實際上退化到工廠方法模式。

6、總結。

（1）簡單工廠模式是由一個具體的類去建立其餘類的實例，父類是相同的，父類是具體的。 （2）工廠方法模式是有一個抽象的父類定義公共接口，子類負責生成具體的對象，這樣作的目的是將類的實例化操做延遲到子類中完成。 （3）抽象工廠模式提供一個建立一系列相關或相互依賴對象的接口，而無須指定他們具體的類。它針對的是有多個產品的等級結構。而工廠方法模式針對的是一個產品的等級結構。