工廠模式的三種實(shí)現(xiàn)，就這么簡單！

工廠模式

工廠模式是開發(fā)中常用的一種設(shè)計(jì)模式，每一種設(shè)計(jì)模式都會(huì)極大的解決程序設(shè)計(jì)方面的問題，工廠模式也是一樣，本文將會(huì)用通俗的語言來解釋什么是工廠模式？工廠模式的種類、代碼示例、每種工廠模式的優(yōu)缺點(diǎn)和工廠模式適用的場景。

為什么要是使用工廠模式？

首先我們用一個(gè)生動(dòng)故事來描述下什么是工廠模式，這會(huì)讓你更快的理解工廠模式，為后面理解的工廠模式的幾種實(shí)現(xiàn)方式打下基礎(chǔ)。

假如，你需要讓公司開一個(gè)收入證明為自己貸款買房提供收入證明，一般開收入證明的過程是：

  1. 打印收入證明；
  2. 在收入證明上蓋上公司的章；

貫穿整個(gè)過程，可以知道，你需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)收入證明，并使用收入證明為貸款買房提供資料。這個(gè)過程中，有兩個(gè)關(guān)鍵的行為：創(chuàng)建收入證明，使用收入證明。創(chuàng)建收入證明的過程中又分為兩步：打印、蓋章。不熟悉這個(gè)流程的同事在創(chuàng)建收入證明的時(shí)候，往往會(huì)遇到很多麻煩導(dǎo)致開收入證明頻頻受阻，于是公司決定把員工開收入證明這件事做個(gè)優(yōu)化，以前需要兩步做的事，現(xiàn)在只需要發(fā)一份郵件給財(cái)務(wù)部門，財(cái)務(wù)部門就會(huì)在下班之前就會(huì)把蓋好章的收入證明送到工位，這就是生活中遇到的工廠模式。

說了這么多，工廠模式究竟解決了生活中的哪些問題呢？

在這個(gè)生活案例中，它讓員工創(chuàng)建收入證明這件事情變得更加簡單，員工不需要知道收入證明是怎么創(chuàng)建的，只需要發(fā)一份郵件給財(cái)務(wù)部門，財(cái)務(wù)部門就會(huì)幫助員工打印并蓋章。而且在后續(xù)的公司發(fā)展中，如果需要在收入證明中蓋上更多的章，員工也不需要自己取熟悉整個(gè)流程，拿著收入證明跑斷腿的到各個(gè)部門去蓋章。

那么，在程序的世界中，如何使用代碼演示員工為貸款買房，去公司開收入證明這個(gè)行為呢？又是如何用代碼展示工廠模式的呢？

類比上面的例子，假如有個(gè)收入證明類 創(chuàng)建只需要new一下就行，入?yún)⑹?code>打印證明和給證明蓋章，如果后續(xù)收入證明的蓋章變了，需要修改入?yún)?。這就需要改大量調(diào)用創(chuàng)建收入證明類的new代碼。

于是這時(shí)工廠模式就可以使用了，工廠模式將類的創(chuàng)建和類的使用分離出來，當(dāng) Class A 想調(diào)用 Class B ，那么A只是調(diào)用B的方法，而至于B的實(shí)例化，就交給工廠類。

那又有人說，也可以把這些創(chuàng)建過程的代碼放到類的構(gòu)造函數(shù)里，同樣可以降低重復(fù)率，而且構(gòu)造函數(shù)本身的作用也是初始化對(duì)象。針對(duì)這個(gè)觀點(diǎn)，我們可以對(duì)比下工廠模式相較于構(gòu)造函數(shù)的優(yōu)點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：

  1. 靜態(tài)工廠方法有名字而構(gòu)造函數(shù)沒有，因?yàn)楣S方法可以有多個(gè)，通過名字來區(qū)別各個(gè)方法，但構(gòu)造函數(shù)名字只能有一個(gè)，只能通過參數(shù)來區(qū)別，所以使用靜態(tài)工廠方法更明了。

  2. 靜態(tài)工廠方法支持條件性實(shí)例化，就是說你創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，有時(shí)需要添加一些條件判斷是否應(yīng)該創(chuàng)建，如果滿足條件則返回一個(gè)實(shí)例，不滿足則返回NULL，比如單例模式。構(gòu)造函數(shù)時(shí)做不到這樣的，構(gòu)造函數(shù)的功能需要保持單一，只為了構(gòu)造而存在，而靜態(tài)工廠方法可以很簡單的做到。

  3. 方法能夠返回返回類型的子類型

這就是工廠模式在創(chuàng)建對(duì)象上的一些優(yōu)點(diǎn)，而工廠模式最核心的知識(shí)點(diǎn)是：將對(duì)象的創(chuàng)建和使用做分離。請默念三遍。

抓住了核心點(diǎn)，再去了解工廠模式的各種實(shí)現(xiàn)就簡單的多了，工廠模式一般可以分為三種：

  • 簡單/靜態(tài)工廠模式
  • 工廠方法模式
  • 抽象工廠模式

我們學(xué)習(xí)步驟按照：工廠方法模式 到 簡單靜態(tài)工廠模式 到 抽象工廠模式，示例都非常簡單，一看就懂，文中的代碼我放在github上感興趣的同學(xué)可以下載：

github地址： java23種設(shè)計(jì)模式代碼示例--工廠模式

我知道大家都是愛心人士，白嫖當(dāng)然不是你們的習(xí)慣，歡迎大家來一波素質(zhì)三連：關(guān)注、點(diǎn)贊、點(diǎn)star

工廠方法模式

工廠方法相對(duì)比較和簡單\靜態(tài)工廠相對(duì)簡單比較容易理解。

如果我們需要在工廠里造一臺(tái)手機(jī)，那么先定義一個(gè)phone抽象類，手機(jī)必須要有打電話功能，加一個(gè)call抽象方法

package com.shuai.design.factory.normals;

public abstract class Phone {

    // 所有的手機(jī)必須要有打電話的功能
    public abstract void call();

}

創(chuàng)建一個(gè)手機(jī)的工廠接口，里面有個(gè)createPhone方法，其他類型手機(jī)都要繼承這個(gè)接口，創(chuàng)建手機(jī)必須實(shí)現(xiàn)這個(gè)方法

package com.shuai.design.factory.normals;

import com.shuai.design.factory.simples.Phone;

public interface PhoneFactory {

    Phone createPhone();
}

創(chuàng)建小米手機(jī)類。繼承phone，實(shí)現(xiàn)call方法

package com.shuai.design.factory.normals;

import com.shuai.design.factory.simples.Phone;

public class MiPhone extends Phone {

    @Override
    public void call() {
        System.out.println("this is MI call");
    }
}

創(chuàng)建小米手機(jī)工廠

package com.shuai.design.factory.normals;

public class MiPhoneFactory implements PhoneFactory {

    @Override
    public MiPhone createPhone() {
        return new MiPhone();
    }
}

類似小米手機(jī)，實(shí)現(xiàn)華為手機(jī)類，繼承phoen抽象類，實(shí)現(xiàn)call方法

package com.shuai.design.factory.normals;

import com.shuai.design.factory.simples.Phone;

public class HuaWeiPhone extends Phone {

    @Override
    public void call() {
        System.out.println("this is HuaWei Phone");
    }
}

實(shí)現(xiàn)華為手機(jī)工廠

package com.shuai.design.factory.normals;

public class HuaWeiPhoneFactory implements PhoneFactory{

    @Override
    public HuaWeiPhone createPhone() {
        return new HuaWeiPhone();
    }
}

簡單靜態(tài)工廠模式

靜態(tài)工廠相對(duì)于工廠方法模式簡單的多，首先創(chuàng)建phone的抽象類

package com.shuai.design.factory.simples;

public abstract class Phone {

    // 所有的手機(jī)必須要有打電話的功能
    public abstract void call();

}

再創(chuàng)建phone的構(gòu)建工廠類，根據(jù)傳入的類型創(chuàng)建不同類型的手機(jī)

package com.shuai.design.factory.simples;

public class PhoneFactory {

    public static MiPhone createMiPhone() {
        return new MiPhone();
    }

    public static HuaWeiPhone createHuaWeiPhone() {
        return new HuaWeiPhone();
    }

    public static Phone createPhone(String type) {
        if ("Mi".equals(type)) {
            return new MiPhone();
        } else {
            return new HuaWeiPhone();
        }
    }
}

實(shí)現(xiàn)小米手機(jī)類

package com.shuai.design.factory.simples;

public class MiPhone extends Phone {

    @Override
    public void call() {
        System.out.println("this is MI call");
    }
}

實(shí)現(xiàn)華為手機(jī)類

package com.shuai.design.factory.simples;

public class HuaWeiPhone extends Phone {

    @Override
    public void call() {
        System.out.println("this is HuaWei Phone");
    }
}

抽象工廠模式

定義：為創(chuàng)建一組相關(guān)或相互依賴的對(duì)象提供一個(gè)接口，而且無須指定它們的具體類

圖為：

抽象工廠

這里還是用創(chuàng)建手機(jī)的方式來實(shí)現(xiàn)抽象工廠，先創(chuàng)建一個(gè)phone的抽象類，里面不僅有call方法，還有手機(jī)的屏幕類型

package com.shuai.design.factory.abstracts;

public abstract class Phone {

    // 所有的手機(jī)必須要有打電話的功能
    public abstract void call();

    // 手機(jī)的屏幕類型
    public abstract void screenType();

}

再創(chuàng)建一個(gè)手機(jī)構(gòu)建工廠的父接口

package com.shuai.design.factory.abstracts;

public interface PhoneFactory {

    Phone createMiPhone();

    Phone createHuaWeiPhone();

}

首先所有小米手機(jī)和華為手機(jī)都必須實(shí)現(xiàn)通話功能，重寫call方法

package com.shuai.design.factory.abstracts;


public abstract class MiPhone extends Phone {

    @Override
    public void call() {
        System.out.println("this is MI call");
    }

}


package com.shuai.design.factory.abstracts;


public abstract class HuaWeiPhone extends Phone {

    @Override
    public void call() {
        System.out.println("this is HuaWei Phone");
    }

}

在根據(jù)手機(jī)的屏幕類型分為小米折疊屏手機(jī)：

package com.shuai.design.factory.abstracts;

public class FoldingScreenMiPhone extends MiPhone {

    @Override
    public void screenType() {
        System.out.println("this is 小米折疊屏手機(jī)");
    }

}

在根據(jù)手機(jī)的屏幕類型分為華為折疊屏手機(jī)：

package com.shuai.design.factory.abstracts;

public class FoldingScreenHuaWeiPhone extends HuaWeiPhone {

    @Override
    public void screenType() {
        System.out.println("this is 華為折疊屏手機(jī)");
    }

}

在根據(jù)手機(jī)的屏幕類型分為小米曲面屏屏手機(jī)：

package com.shuai.design.factory.abstracts;

public class CurvedScreenMiPhone extends MiPhone {

    @Override
    public void screenType() {
        System.out.println("this is 小米曲面屏手機(jī)");
    }
}

在根據(jù)手機(jī)的屏幕類型分為華為曲面屏手機(jī)：

package com.shuai.design.factory.abstracts;

public class CurvedScreenHuaWeiPhone extends HuaWeiPhone{

    @Override
    public void screenType(){
        System.out.println("this is 華為曲面屏手機(jī)");

    }

}

針對(duì)不同的屏幕類型手機(jī)，抽象出根據(jù)屏幕類型的構(gòu)建工廠，有曲面屏手機(jī)工廠和折疊屏手機(jī)工廠：

package com.shuai.design.factory.abstracts;
//曲面屏手機(jī)工廠
public class CurvedScreenPhoneFactory implements PhoneFactory {

    @Override
    public CurvedScreenMiPhone createMiPhone() {
        return new CurvedScreenMiPhone();
    }

    @Override
    public CurvedScreenHuaWeiPhone createHuaWeiPhone() {
        return new CurvedScreenHuaWeiPhone();
    }
}

折疊屏手機(jī)工廠

package com.shuai.design.factory.abstracts;
//折疊屏手機(jī)工廠
public class FoldingScreenPhoneFactory implements PhoneFactory{

    @Override
    public FoldingScreenMiPhone createMiPhone() {
        return new FoldingScreenMiPhone();
    }

    @Override
    public FoldingScreenHuaWeiPhone createHuaWeiPhone() {
        return new FoldingScreenHuaWeiPhone();
    }

}

再寫一個(gè)測試類測試一下結(jié)果：

package com.shuai.design.factory.abstracts;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        // 創(chuàng)建一個(gè)華為曲面屏手機(jī)
        CurvedScreenHuaWeiPhone curvedScreenHuaWeiPhone = new CurvedScreenPhoneFactory().createHuaWeiPhone();
        System.out.println("curvedScreenHuaWeiPhone 的手機(jī)類型為：");
        curvedScreenHuaWeiPhone.screenType();

        // 創(chuàng)建一個(gè)小米曲面屏手機(jī)
        CurvedScreenMiPhone curvedScreenMiPhone = new CurvedScreenPhoneFactory().createMiPhone();
        System.out.println("curvedScreenMiPhone 的手機(jī)類型為：");
        curvedScreenMiPhone.screenType();

        // 創(chuàng)建一個(gè)華為折疊屏手機(jī)
        FoldingScreenHuaWeiPhone foldingScreenHuaWeiPhone = new FoldingScreenPhoneFactory().createHuaWeiPhone();
        System.out.println("foldingScreenHuaWeiPhone 的手機(jī)類型為：");
        foldingScreenHuaWeiPhone.screenType();

        // 創(chuàng)建一個(gè)小米折疊屏手機(jī)
        FoldingScreenMiPhone foldingScreenMiPhone = new FoldingScreenPhoneFactory().createMiPhone();
        System.out.println("foldingScreenMiPhone 的手機(jī)類型為：");
        foldingScreenMiPhone.screenType();

    }

}

抽象工廠模式的使用場景：一個(gè)對(duì)象族（或是一組沒有任何關(guān)系的對(duì)象）都有相同的約束，則可以使用抽象工廠模式。通過工廠類，只要知道工廠類是誰，我就能創(chuàng)建出一個(gè)需要的對(duì)象

1

缺點(diǎn) ：

擴(kuò)展產(chǎn)品族困難。比如在phone中類型增加一個(gè)帶手寫筆類型的手機(jī)，那么每個(gè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的手機(jī)類就都需要實(shí)現(xiàn)這個(gè)方法。這嚴(yán)重違反了開閉原則。

優(yōu)點(diǎn)：

增加等級(jí)簡單。如果在折疊屏手機(jī)下增加一個(gè)雙折疊屏和三折疊屏的手機(jī)這就比較簡單，只需要在折疊屏手機(jī)構(gòu)建工廠下面修改就行。

總結(jié)

實(shí)際上，一般開發(fā)過程中，我們使用簡單工廠模式比較多，抽象工廠模式的話需要業(yè)務(wù)比較大的情況下才會(huì)用到。如果你有更好的觀點(diǎn)，歡迎在評(píng)論區(qū)提出，互相學(xué)習(xí)。

參考資料：

歡迎關(guān)注公眾號(hào)：java之旅

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