[Java]设计模式之工厂模式

什么是设计模式

设计模式（Design pattern）是一套被反复使用、多数人知晓的，经过分类编目的、代码设计经验的总结。

工厂模式的概念

实例化对象，用工厂方法代替 new 操作
工厂模式包括工厂方法模式和抽象工厂模式
抽象工厂模式是工厂方法模式的扩展

Spring 框架采用了这种设计模式。

工厂模式的意图

定义一个接口来创建对象，但是让子类来决定哪些类需要被实例化。
工厂方法把实例化的工作推迟到子类中去实现。

什么情况下适合工厂模式？

有一组类似的对象需要创建
在编码时不能预见需要创建哪种类的实例
系统需要考虑扩展性，不依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达的细节（低耦合）

简单工厂

先来直接代码示例吧~

先建一个接口

package com.doity.factory.simple;

/**
 * Created by ARNO on 2016/4/22/022.
 * desc: office的接口
 */
public interface OfficeInterface {

    public void UseOffice();
}

来建两个实体

package com.doity.factory.simple;

/**
 * Created by ARNO on 2016/4/22/022.
 * desc:
 */
public class Word implements OfficeInterface {
    private static final String TAG = "Word";

    public void UseOffice() {
        System.out.println("正在使用 Word");
    }
}

package com.doity.factory.simple;

/**
 * Created by ARNO on 2016/4/22/022.
 * desc:
 */
public class PowerPoint implements OfficeInterface {
    private static final String TAG = "PowerPoint";

    public void UseOffice() {
        System.out.println("正在使用 PowerPoint");
    }
}

建一个测试类，开始测试

package com.doity.factory.simple;

/**
 * Created by ARNO on 2016/4/22/022.
 * desc: office的测试类
 */
public class TestOffice {
    private static final String TAG = "TestOffice";

    public static void main(String[] args)  {

        //常规写法
//        Word word = new Word();
//        PowerPoint powerPoint = new PowerPoint();
//        word.UseOffice();
//        powerPoint.UseOffice();

        //工厂模式写法
        OfficeFactory officeFactory = new OfficeFactory();
        OfficeInterface word =  officeFactory.getOfficeByClass("com.doity.factory.simple.Word");
        word.UseOffice();
    }
}

运行结果

正在使用 Word

抽象工厂模式

工厂模式这种设计方式非常棒，但是简单工厂这种方式适用场景还是比较狭窄的，所以产生了成抽象工厂模式。

简单工厂的模型图

抽象工厂的模型图

抽象工厂代码示例

先来建立一个男孩接口，以及深圳男孩、上海男孩的实体类。

package com.doity.factory.AbstractFactory;

/**
 * Created by ARNO on 2016/4/22/022.
 * desc: 男孩的接口
 */
public interface Boy {
    public void drawBoy();
}

package com.doity.factory.AbstractFactory;

/**
 * Created by ARNO on 2016/4/22/022.
 * desc:
 */
public class ShanghaiBoy implements Girl {
    private static final String TAG = "ShanghaiBoy";

    public void drawGirl() {
        System.out.println("我是上海男孩");
    }
}

package com.doity.factory.AbstractFactory;

/**
 * Created by ARNO on 2016/4/22/022.
 * desc:
 */
public class ShenzhenBoy implements Boy{
    public void drawBoy() {
        System.out.println("我是深圳男生");
    }
}

先来建立一个女孩接口，以及深圳女孩、上海女孩的实体类。

package com.doity.factory.AbstractFactory;

/**
 * Created by ARNO on 2016/4/22/022.
 * desc:
 */
public interface Girl {
    public void drawGirl();
}

package com.doity.factory.AbstractFactory;

/**
 * Created by ARNO on 2016/4/22/022.
 * desc:
 */
public class ShanghaiGirl implements Girl {
    private static final String TAG = "ShanghaiGirl";

    public void drawGirl() {
        System.out.println("我是上海女孩");
    }
}

package com.doity.factory.AbstractFactory;

/**
 * Created by ARNO on 2016/4/22/022.
 * desc:
 */
public class ShenzhenGirl implements Girl{
    private static final String TAG = "ShenzhenGirl";

    public void drawGirl() {
        System.out.println("我是深圳女生");
    }
}

工厂的接口

package com.doity.factory.AbstractFactory;

/**
 * Created by ARNO on 2016/4/22/022.
 * desc:
 */
public interface PersonFactoryInterface {

    //男孩接口
    public Boy getBoy();
    //女孩接口
    public Girl getGirl();
}

深圳工厂

package com.doity.factory.AbstractFactory;

/**
 * Created by ARNO on 2016/4/22/022.
 * desc:
 */
public class ShenzhenFactory implements PersonFactoryInterface {
    private static final String TAG = "ShenzhenFactory";

    public Boy getBoy() {
        return new ShenzhenBoy();
    }

    public Girl getGirl() {
        return new ShenzhenGirl();
    }
}

上海工厂

package com.doity.factory.AbstractFactory;

/**
 * Created by ARNO on 2016/4/22/022.
 * desc:
 */
public class ShanghaiFactory implements PersonFactoryInterface {
    private static final String TAG = "ShanghaiFactory";

    public Boy getBoy() {
        return new ShenzhenBoy();
    }

    public Girl getGirl() {
        return new ShanghaiGirl();
    }
}

最后是测试类

package com.doity.factory.AbstractFactory;

/**
 * Created by ARNO on 2016/4/22/022.
 * desc:
 */
public class TestAbstractFactory {
    private static final String TAG = "TestAbstractFactory";

    public static void main(String[] args) {
        PersonFactoryInterface personFactory = new ShenzhenFactory();
        personFactory.getBoy().drawBoy();
    }
}

运行结果

我是深圳男生

工厂方法模式和抽象工厂模式对比

工厂模式是一种极端情况的抽象工厂模式，而抽象工厂模式可以看成是工厂模式的推广
工厂模式用来创建一个产品的等级结果，而抽象工厂模式是用来创建多个产品的等级结构
工厂模式只有一个抽象产品类，而抽象工厂模式有多个抽象产品类

工厂模式的实现帮助我们

系统可以在不修改具体工厂角色的情况下引进新的产品
客户端不必关心对象如果创建，明确了职责
更好的理解面向对象的原则————面向接口编程，而不要面向实现编程

工厂模式适用于哪些场景

一个系统应当不依赖产品类实例被创立、组成和表示的细节，这对于所有形态的工厂模式都是重要的
这个系统的产品有至少一个的产品族
同属于同一个产品族的产品是设计成在一起使用的，这一约束必须得在系统的设计中体现出来
不同的产品以一系列的接口的面貌出现，从而使系统不依赖于接口实现的细节

工厂模式的局限性

重构已经存在的类会破坏客户端代码
因为工厂方法所实例化的类具有私有的构造方法，所- 以这些类就不能扩展了。
如果确实扩展了工厂方法所实例化的类（例如将构造方法设为保护的，虽然有风险但也是可行的），子类必须具有所有工厂方法的一套实现。

小结

无论如何使用工厂，我们只关心是否降低耦合度。

参考资料

工厂模式 - 维基百科 https://zh.wikipedia.org/wiki/工厂方法
模式的秘密—工厂模式 http://www.imooc.com/learn/261