简单工厂模式(Simple Factory Pattern)

1.1 模式动机

考虑一个简单的软件应用场景，一个简单计算器的实现。一个计算机可以提供多种不同的计算方法，而这些计算方法都可以源于一个基类或接口。不过就是在继承基类后子类又修改各自不同的计算方法。如果我们希望在使用这些类时，不需要知道具体计算类的名字，只需要知道表示该类的一个参数，并提供一个调用方便的方法，把该参数传入方法即可返回一个相应的按钮对象，此时，就可以使用简单工厂模式。

1.2 模式定义

简单工厂模式(Simple Factory Pattern): 又称静态工厂方法模式(Static Factory Method)，它属于类创建型模式。在简单工厂模式中，可以根据参数不同返回不通类的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。

1.3 模式结构

简单工厂模式包含如下角色

1. Factory:工厂角色
     工厂角色负责实现所有实例的内部角色
2. Product:抽象产品角色
     抽象产品角色是所创建的所有对象的父类，负责描述所有实例所共有的公共接口。

1.4 代码分析

/**
 * 运算类,父类
 */
public abstract class Operation {
    private double numberA = 0;
    private double numberB = 0;

    Operation(double numberA, double numberB){
        this.numberA = numberA;
        this.numberB = numberB;
    }
    Operation(){}
    /**
     * 计算方法，获取最终结算结构
     * @return
     * @throws Exception
     */
    abstract double getResult() throws Exception;
    public double getNumberA() {
        return numberA;
    }
    public void setNumberA(double numberA) {
        this.numberA = numberA;
    }
    public double getNumberB() {
        return numberB;
    }
    public void setNumberB(double numberB) {
        this.numberB = numberB;
    }
}


/**
 * 加法类
 */
public class OperationAdd extends Operation {
    OperationAdd(double numberA, double numberB) {
        super(numberA, numberB);
    }

    OperationAdd(){}

    @Override
    double getResult() {
        return getNumberA() + getNumberB();
    }
}

/**
 * 剪发累
 */
public class OperationDel extends Operation {
    OperationDel(){}

    OperationDel(double numberA, double numberB){
        super(numberA,numberB);
    }
    @Override
    double getResult() {
        return getNumberA() - getNumberB();
    }
}

/**
 * 除法类
 */
public class OperationDIv extends Operation {
    @Override
    double getResult() throws Exception {
        if(getNumberB() == 0)
            throw new Exception("除数不能为0");
        return 0;
    }
}

/**
 * 乘法类
 */
public class OperationMul extends Operation {
    OperationMul(){}

    OperationMul(double numberA, double numberB){
        super(numberA,numberB);
    }

    @Override
    double getResult() {
        return getNumberA() * getNumberB();
    }
}

/**
 * 工厂类
 */
public class OperationFactory {

    public static Operation create(String oper){
        switch (oper){
            case "+" : return new OperationAdd();
            case "-" : return new OperationDel();
            case "*" : return new OperationMul();
            case "/" : return new OperationDIv();
            default:
                return null;
        }
    }
}

1.5 模式分析

1. 将对象的创建和对象本身业务处理分离可以降低系统的耦合度，使得两者修改起来都相对容易。
2. 在调用工厂类的工厂方法时，由于工厂方法是静态的，使用起来比较方便，可通过类名直接调用，而且只需要传入一个简单的参数即可，在实际开发中，还可以在调用时将所传入的参数保存在XML等格式的配置文件中，修改参数时无需修改任何源代码
3. 简单工厂模式最大的问题在于工厂类的职责相对过重，增加新的产品需要修改工厂类的判断逻辑，这一点于开闭原则是相违背的。
4. 简单工厂模式的要点在于：当你需要什么，只需要传入一个正确的参数，就可以获取你所需要的对象，而无须知道其创建细节。

1.6 实例

同1.5代码分析。

1.7 简单工厂模式的优点

• 工厂类含有必要的判断逻辑，可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例，客户端可以免除直接创建产品对象的责任，而仅仅“消费”产品；简单工厂模式通过这种做法实现了对责任的分割，它提供类专门的工厂类用于创建对象。
• 客户端无须知道所创建的具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的参数即可，对于一些复杂的类名，可通过简单工厂模式可以减少使用者的记忆量。
• 通过引入配置文件，可以在不修改任何客户端代码的情况下更换和新增新的具体产品类，在一定程度上提高类系统的灵活性。

1.8 简单工厂模式的缺点

• 由于工厂类集中了所有产品创建逻辑，一旦不能正常工作，整个系统都要受到影响。
• 使用简单工厂模式将会增加系统中类的个数，在一定程度上增加了系统的复杂度和理解难度。
• 系统扩展困难，一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑，在产品类型较多时，有可能造成工厂逻辑过于负责，不利于系统的扩展和维护。
• 简单工厂模式由于使用类静态工厂方法，造成工厂角色无法影城基于继承的等级结构。

1.9 使用环境

在以下情况可以使用简单工厂模式：

• 工厂类负责创建的对象比较少：由于创建的对象较少，不会造成工厂方法中的业务逻辑太过复杂。
• 客户端只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象不关心：客户端既不需要关心创建细节，甚至连类名都不需要记住，只需要知道类型所对应的参数。

2.0 模式应用

1. JDK类库中广泛使用了简单工厂模式，如工具类java.texst.DateFormat，它用于格式化一个本地日期或者时间。

public final static DateFormat getDateInstance();
public final static DateFormat getDateInstance(int style);
public final static DateFormat getDateInstance(int style,Locale
locale);

2. Java加密技术
   获取不通加密算法的密钥生成器:

KeyGenerator keyGen=KeyGenerator.getInstance("DESede");

创建密码器：

Cipher cp=Cipher.getInstance("DESede");

2.1 总结

• 创建型模式对类的实例化过程进行了抽象，能够将对象的创建与对象的使用过程分离。
• 简单工厂模式又称为静态工厂方法模式，它属于类创建型模式。在简单工厂模式中，可以根据参数的不同返回不同类的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。
• 简单工厂模式包含三个角色：工厂角色负责实现创建所有实例的内部逻辑；抽象产品角色是所创建的所有对象的父类，负责描述所有实例所共有的公共接口；具体产品角色是创建目标，所有创建的对象都充当这个角色的某个具体类的实例。
• 简单工厂模式的要点在于：当你需要什么，只需要传入一个正确的参数，就可以获取你所需要的对象，而无须知道其创建细节。
• 简单工厂模式最大的优点在于实现对象的创建和对象的使用分离，将对象的创建交给专门的工厂类负责，但是其最大的缺点在于工厂类不够灵活，增加新的具体产品需要修改工厂类的判断逻辑代码，而且产品较多时，工厂方法代码将会非常复杂。
• 简单工厂模式适用情况包括：工厂类负责创建的对象比较少；客户端只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象不关心。

参照：图说设计模式