Java设计模式（一）之创建型模式：工厂模式（简单工厂模式+工厂方法模式）

在面向对象编程中, 最通常的方法是一个new操作符产生一个对象实例,new操作符就是用来构造对象实例的。但是在一些情况下, new操作符直接生成对象会带来一些问题。举例来说，许多类型对象的创建需要一系列的步骤：你可能需要计算或取得对象的初始位置；选择生成哪个子对象实例；或在你生成你需要的对象之前必须先生成一些辅助功能的对象。在这些情况,新对象的建立就是一个 “过程”，不仅是一个操作，像一部大机器中的一个齿轮传动。

模式的问题：你如何能轻松方便地构造对象实例，而不必关心构造对象示例的细节和复杂过程？

解决方案：建立一个工厂类创建对象。

一、分类：

工厂模式主要是为创建对象提供过渡接口，以便将创建对象的具体过程屏蔽隔离起来，达到提高灵活性的目的。

工厂模式可以分为三类：

（1）简单工厂模式

（2）工厂方法模式

（3）抽象工厂模式

这三种模式从上到下逐步抽象，并且更具一般性。GOF在《设计模式》一书中将工厂模式分为两类：工厂方法模式（Factory Method）与抽象工厂模式（Abstract Factory）。将简单工厂模式（Simple Factory）看为工厂方法模式的一种特例，两者归为一类。

二、介绍：

1、还没有工厂时代：假如还没有工业革命，如果一个客户要一款宝马车,一般的做法是客户去创建一款宝马车，然后拿来用。

2、简单工厂模式：后来出现工业革命。用户不用去创建宝马车。因为客户有一个工厂来帮他创建宝马.想要什么车，这个工厂就可以建。比如想要320i系列车。工厂就创建这个系列的车。即工厂可以创建产品。

3、工厂方法模式时代：为了满足客户，宝马车系列越来越多，如320i，523i,30li等系列，一个工厂无法创建所有的宝马系列。于是由单独分出来多个具体的工厂。每个具体工厂创建一种系列。即具体工厂类只能创建一个具体产品。但是宝马工厂还是个抽象。你需要指定某个具体的工厂才能生产车出来。

4、抽象工厂模式时代：随着客户的要求越来越高，宝马车必须配置空调。于是这个工厂开始生产宝马车和需要的空调。

最终是客户只要对宝马的销售员说：我要523i空调车，销售员就直接给他523i空调车了。而不用自己去创建523i空调车宝马车。

这就是工厂模式。

三、区别：

1、工厂方法模式：

只有一个抽象产品类，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。

2、抽象工厂模式：

拥有多个抽象产品类（产品族），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。

3、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。

四、简单工厂模式：

1、分步说明引子：从无到有。如果不使用工厂，客户将自己创建宝马车，然后拿来用。

public class BMW320 {
	public BMW320(){
		System.out.println("制造-->BMW320");
	}
}
 
public class BMW523 {
	public BMW523(){
		System.out.println("制造-->BMW523");
	}
}
 
public class Customer {
	public static void main(String[] args) {
		BMW320 bmw320 = new BMW320();
		BMW523 bmw523 = new BMW523();
	}
}

客户需要知道怎么去创建一款车，客户和车就紧密耦合在一起了.为了降低耦合，就出现了工厂类,把创建宝马的操作细节都放到了工厂里面去,客户直接使用工厂的创建工厂方法,传入想要的宝马车型号就行了,而不必去知道创建的细节.这就是工业革命了：简单工厂模式。

2、简单工厂模式：我们建立一个工厂类方法来制造新的对象。如图：

Java设计模式（一）之创建型模式：工厂模式（简单工厂模式+工厂方法模式）

产品类：

abstract class BMW {
	public BMW(){
		
	}
}
 
public class BMW320 extends BMW {
	public BMW320() {
		System.out.println("制造-->BMW320");
	}
}
public class BMW523 extends BMW{
	public BMW523(){
		System.out.println("制造-->BMW523");
	}
}

工厂类：

public class Factory {
	public BMW createBMW(int type) {
		switch (type) {
		
		case 320:
			return new BMW320();
 
		case 523:
			return new BMW523();
 
		default:
			break;
		}
		return null;
	}
}

客户类：

public class Customer {
	public static void main(String[] args) {
		Factory factory = new Factory();
		BMW bmw320 = factory.createBMW(320);
		BMW bmw523 = factory.createBMW(523);
	}
}

简单工厂模式存在的目的很简单，即定义一个用于创建对象的接口。将对象的创建和对象本身的业务处理分离了，可以降低系统的耦合度，使得两者修改起来相对容易些，当以后实现改变时，只需要修改工厂类即可。

3、组成：

（1）工厂类角色：这是本模式的核心，含有一定的商业逻辑和判断逻辑，用来创建产品

（2）抽象产品角色：它一般是具体产品继承的父类或者实现的接口。

（3）具体产品角色：工厂类所创建的对象就是此角色的实例。在java中由一个具体类实现。

4、优点：

（1）简单工厂模式实现了对责任的分割，提供了专门的工厂类用于创建对象，实现对象的创建和对象的使用分离。

（2）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，通过简单工厂模式可以减少使用者的记忆量。

（3）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增加新的具体产品类，在一定程度上提高了系统的灵活性。

5、缺点：

（1）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。

（2）对产品部分来说，它是符合开闭原则的，但是工厂部分不符合，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复杂，不利于系统的扩展和维护。

6、使用场景：

（1）工厂类负责创建的对昂比较少；

（2）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。

为了解决简单工厂模式的问题，于是工厂方法模式出现了。工厂类定义成了接口,而每新增的车种类型,就增加该车种类型对应工厂类的实现,这样工厂的设计就可以扩展了,而不必去修改原来的代码。

五、工厂方法模式：

工厂方法模式定义了一个创建对象的接口，但由子类决定要实例化的类是哪一个。工厂方法模式让实例化推迟到子类。并使用继承自抽象工厂角色的多个子类来代替简单工厂模式中的工厂类。分担了对象承受的压力；而且这样使得结构变得灵活起来——当有新的产品产生时，只要按照抽象产品角色、抽象工厂角色提供的接口来生成，那么就可以被客户使用，而不必去修改任何已有的代码。可以看出工厂角色的结构也是符合开闭原则的！

1、工厂方法模式组成：
（1）抽象工厂角色：这是工厂方法模式的核心，它与应用程序无关。是具体工厂角色必须实现的接口或者必须继承的父类。在java中它由抽象类或者接口来实现。
（2）具体工厂角色：它含有和具体业务逻辑有关的代码。由应用程序调用以创建对应的具体产品的对象。
（3）抽象产品角色：它是具体产品继承的父类或者是实现的接口。在java中一般有抽象类或者接口来实现。
（4）具体产品角色：具体工厂角色所创建的对象就是此角色的实例。在java中由具体的类来实现。

2、代码如下：

产品类：

abstract class BMW {
	public BMW(){
		
	}
}
public class BMW320 extends BMW {
	public BMW320() {
		System.out.println("制造-->BMW320");
	}
}
public class BMW523 extends BMW{
	public BMW523(){
		System.out.println("制造-->BMW523");
	}
}

工厂类：

interface FactoryBMW {
	BMW createBMW();
}
 
public class FactoryBMW320 implements FactoryBMW{
 
	@Override
	public BMW320 createBMW() {
 
		return new BMW320();
	}
 
}
public class FactoryBMW523 implements FactoryBMW {
	@Override
	public BMW523 createBMW() {
 
		return new BMW523();
	}
}

客户类：

public class Customer {
	public static void main(String[] args) {
		FactoryBMW320 factoryBMW320 = new FactoryBMW320();
		BMW320 bmw320 = factoryBMW320.createBMW();
 
		FactoryBMW523 factoryBMW523 = new FactoryBMW523();
		BMW523 bmw523 = factoryBMW523.createBMW();
	}
}

3、优点：

（1）在工厂方法中，用户只需要知道所要产品的具体工厂，无须关系具体的创建过程，甚至不需要具体产品类的类名。

（2）在系统增加新的产品时，我们只需要添加一个具体产品类和对应的实现工厂，无需对原工厂进行任何修改，很好地符合了“开闭原则”。

4、缺点：

（1）每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。

5、小结：

（1）工厂方法模式完全符合“开闭原则”。

（2）工厂方法模式使用继承，通过子类实现工厂方法来创建对象。将对象的创建和实例化委托给子类。在这里我们要明白这并不是工厂来决定生成哪种产品，而是在编写抽象工厂类时，不需要知道实际创建的产品是哪个；但是当选择了使用哪个子类，就已经决定了实际创建的产品时哪个了。

参考文章：

https://blog.csdn.net/jason0539/article/details/23020989

https://blog.csdn.net/chenssy/article/details/8964657

https://blog.csdn.net/chenssy/article/details/8974868