java设计模式（二）工厂模式

2017-12-15 本文已影响0人 IT废柴

什么是工厂模式

工厂模式就是将一个个类实例化的时候，通过一个工厂（管理类）来统一实例化。

比如：我现在是雪糕厂长，我们厂子生产各式雪糕（各种类）
1、现在你递张小纸条，上面写着“甜筒”（传入相关参数），
2、我这边收到之后，就做个甜筒给你（返回一个甜筒类的实例）。
3、然后另外一个人递了张写着“老冰棍”的小纸条，
4、我收到后，就做了个老冰棍给他。

说白了就是，不直接从目的类获取实例，而是通过一个统一的窗口来获取。这时，应该就有人说，MDZZ，这不是闲的蛋疼吗。兄弟，我给你讲，我TM也是这样想的。但是，在获取简单实例对象时候，确实闲的很鸡肋。但是如果，在获取实例对象的时候，需要一系列预操作的时候，工厂模式就闲的给力多了。
就好比，语句和方法的关系，我们需要的功能需要一堆语句才能实现的时候，我们不会在每次使用这个功能的时候都写一大堆语句，而是封装成方法，在使用的时候去调用。工厂模式大概就这个意思了。

常用工厂模式分类

根据目前各大博客网站搜索结果来看，工厂模式主要分为三种：

简单工厂模式：傻瓜式
工厂方法模式：进阶式
抽象工厂模式：工厂方法的应用版本

简单工厂模式

所谓简单工厂模式，就是最简单的实现方式。先上代码：

public class Car {
}

public class Audi extends Car {
}

public class AuTuo extends Car {
}

public class CarFactory {
    public Car getCar(String carName) {
        Car car = null;
        switch (carName) {
        case "Audi":
            car = new Audi();
            break;
        case "AuTuo":
            car = new AuTuo();
            break;
        }
        return car;
    }
}

public class Buyer {
    public void buy() {
        CarFactory factory = new CarFactory();
        Car carHadBought = factory.getCar("Audi");
    }
}

这就是简单工厂模式，说实话，并不简单啊，毕竟还是用到了继承，体现出了多态啊~
简单工厂模式就是简单的运用了继承的关系，父类引用子类对象。然后将获取实例全部整合到一个factory类中。这样在使用的时候，通过factory传参数获取就好了。但是还记得我在《习惯性废话》中说的六大准则吗？我们从“开闭原则”的特性来分析一下简单工厂模式。
“开闭原则”主要是指：对扩展开放；对修改封闭。说白了就是说，我现在要改功能了，但是我不能对之前写的代码进行修改，但是我可以在之前代码的基础上进行拓展，继承也好，其他方式也好。
所以，我们来看简单工厂模式，现在我们工厂有奥迪和奥拓这两种车，老板又谈下一个大单子，工厂新增奔驰车。按照简单工厂模式的工厂类的实现来看，我们要新增一个车型，就得在原始类中新增一个case。这样明显违背了“开闭原则”，对程序员造成的伤害是不可估量的。
所以，需要对简单工厂模式进行进阶优化。

工厂方法模式

上文中说到，简单工厂模式的短板出现在工厂类不够灵活。那么我们就对工厂类进行优化。那么我们来分析一下，为什么要优化，然后再解决怎么优化。
使用简单工厂模式，当新增类时，需要去修改工厂类的方法，这样违背了开闭原则，容易伤亡程序员。分析一下，为什么新增时，需要改动工厂类。分析一下之后，得出原因：因为只有一个汽车工厂啊，这个工厂生产所有的汽车类。那么，我们多开几个厂不就好了吗？奥迪车就由奥迪厂生产，要拿奥迪就去奥迪厂拿就好了啊。是不是豁然开朗了？那这样分开后，岂不是失去了工厂模式的意义。实则不然，因为你想，奥迪厂肯定不止生产一种奥迪车，奥迪厂和所有车型的关系不就正是工厂模式所适用的场景吗！
问题找到了，那么怎么解决呢？
既然需要多个工厂，那么生成多个工厂不就行了，给定一个标准，每次新增品牌车的时候，我就新增一个工厂，新增的工厂按照给定的标准建造就好了。需要什么牌子的车我就从哪个牌子的厂拿就好了。指定标准，想到了什么？抽象类，接口啊！
看代码：

public class Car {
}

public class Audi extends Car {
}

public class AuTuo extends Car {
}

public abstract class AbstractCarFactory {
    public abstract Car getCar() ;
}

public class AudiFactory extends AbstractCarFactory{
    @Override
    public Car getCar() {
        return new Audi();
    }
}

public class AuTuoFactory extends AbstractCarFactory {
    @Override
    public Car getCar() {
        return new AuTuo();
    }
}

public class Buyer {
    public void buy() {
        AbstractCarFactory factory = new AudiFactory();
        Car carHadBought =factory.getCar();
    }
}

这就是典型的抽象类的运用，当然用接口也是ok的。完全看个人习惯了。
可以看到我们用了一个抽象类来约定了工厂标准，如果此时我们需要新增奔驰车，那么我们相应的新增一个奔驰厂，然后继承AbstractCarFactory类就好了。需要奔驰车的时候，用奔驰厂去获取实例就好了。

抽象工厂模式

抽象工厂模式参考http://blog.51cto.com/lavasoft/11674，写的很不错！
每个模式都是针对一定应用场景的解决方案。抽象工厂模式面对的问题是多产品等级结构的系统设计。这里涉及到两个概念：产品族和产品等级
产品族：是指位于不同产品等级结构中，功能相关联的产品组成的家族。比如，奥迪的高档车和低档车，这称为一个产品族。奥拓也有高档车和低档车，这也是一个产品族
产品等级：就是指高档和低档的等级区分。这里大多情况下是，每个产品族都遵循这个产品等级。

偷了张图，从上图可以看出，抽象工厂模式的每个工厂创造出来的都是一族产品，而不是一个或者一组。组是可以随意组合的！抽象工厂模式其实是对工厂方法模式的复杂场景的应用。但是在一定程度上，并没有保障“开闭原则”，后面会讲到。

为此我总结了一个公式：

1、搞清楚产品和等级，以产品为x轴，等级为y轴，画出坐标图。
以上面提到的汽车为例：现在我们有奥迪和奥拓两个品牌车，他们都各自有高档和低档两种等级车。那么我们排列组合一下：
2、分别为x轴的每个产品，创建一个抽象类或接口。这里我用抽象类。

//抽象出所有奧迪车的共同点，这里假设所有的奥迪车都是黑色的
public abstract class Audi  {
    public  void black() {
        System.out.println(" Audi car is Black");
    }
}

//抽象出所有奥拓车的共同点，这里假设所有的奥拓车都是白色的
public abstract class AuTuo  {
    public  void white() {
        System.out.println("AoTuo car is white");
    }
}

3、为y轴定义一个统一工厂抽象类或接口，把所有的产品族作为方法在抽象类或接口中定义为抽象方法。就是说，我们现在的工厂即生产奥迪，也生产奥拓。

public abstract class CarFactory{
    //生产奥迪车
    public abstract Audi productAodi();
    //生产奥迪车
    public abstract AuTuo productAoTuo();
}

第2、3步骤是定义抽象工厂和抽象产品。x轴是分别创建类，而y轴中的每个参数都以方法集合在一个类中。

4、为坐标系中所有的实体点创建实体类，各自继承各自的产品族抽象类。

public class GaodangAodi  extends Audi{
    public GaodangAodi() {
        System.out.println("This is Gaodang Aodi");
    }
}
public class GaodangAotuo  extends AuTuo{
    public GaodangAotuo() {
        System.out.println("This is Gaodang Aotuo");
    }
}
public class DidangAodi  extends Audi{
    public DidangAodi() {
        System.out.println("This is Didang Aodi");
    }
}
public class DidangAotuo  extends AuTuo{
    public DidangAotuo() {
        System.out.println("This is Didang aotuo");
    }
}

5、创建工厂实体类，这里创建产品等级工厂实体类。就是说，有几个产品等级就创建几个类，说白了就是看y轴上的参数，有几个参数就创建几个类，他们都继承自工厂抽象类。需要实现抽象方法，这样就对应上：
- 高档工厂生产高档奥迪和高档奥拓
- 低档工厂生产低档奥迪和低档奥拓

//高档工厂生产高档奥迪和高档奥拓
public class GaodangFactory  extends CarFactory{
    @Override
    public Audi productAodi() {
        return new GaodangAodi();
    }
    @Override
    public AuTuo productAoTuo() {
        return new GaodangAotuo();
    }
}

//低档工厂生产低档奥迪和低档奥拓
public class DidangFactory extends CarFactory {
    @Override
    public Audi productAodi() {
        return new DidangAodi();
    }
    @Override
    public AuTuo productAoTuo() {
        return new DidangAotuo();
    }
}

至此，我们的抽象工厂模式的设计就完成了，这里有两个等级工厂实体类，当我们新增等级的时候，比如我们要新增中档奥迪和中档奥拓的时候，新增中档奥迪实体类，中档奥拓实体类，和中档工厂就可以了。
但是如果我们要新增一个奔驰系列的产品族，那么就比较难受了，因为我们需要去再工厂抽象类CarFactory中去增加生产奔驰的方法，而我们的每个工厂实体类也需要相应的改动，所以说这里破坏了“开闭原则”！

总结

工厂模式有时候会显得很臃肿，是因为这些工作完全是可以单独存在的，但是说回工厂模式的应用场景：当我们创建实例十分麻烦的时候，在获取实例的时候，更希望的是我不去关心创建的关系和流程，我只得到我想要的实例就好了。可以翻上去看看什么是工厂模式。