簡單工廠模式(工廠方法模式的小弟)

簡單工廠模式并不屬于GoF23個經(jīng)典設(shè)計模式，但通常作為23個設(shè)計模式的基礎(chǔ)。因為在簡單工廠模式中用于創(chuàng)建實例的方法是static方法，所以它也被稱為Static Factory Method Pattern.

定義

定義一個工廠類，它可以根據(jù)參數(shù)的不同返回不同類的實例，被創(chuàng)建的實例通常都具有共同的父類。

UML類圖

SimpleFactoryPattern

• Factory:工廠角色即工廠類，負責實現(xiàn)創(chuàng)建所有產(chǎn)品實例的內(nèi)部邏輯；工廠類可以被外界直接調(diào)用靜態(tài)的工廠方法factoryMethod()，創(chuàng)建產(chǎn)品對象。

• Product：抽象產(chǎn)品角色，是工廠類所創(chuàng)建所有產(chǎn)品的父類，封裝了各種產(chǎn)品對象的公有方法。

• ConcreteProduct：具體產(chǎn)品角色，所有被工廠創(chuàng)建的對象都充當這個角色的某個具體類的實例。

在簡單工廠模式中，客戶端不用通過new創(chuàng)建對象，只需要通過工廠類就可以創(chuàng)建一個產(chǎn)品類的實例。

使用簡單工廠模式時，首先要對產(chǎn)品類進行重構(gòu)，要根據(jù)實際情況設(shè)計一個產(chǎn)品層次結(jié)構(gòu)，將所有產(chǎn)品類的公共代碼移至抽象產(chǎn)品類，并聲明一些抽象方法，以供不同的具體產(chǎn)品類來實現(xiàn)。

public abstract class Product {
    //所有產(chǎn)品類的公共業(yè)務(wù)方法
    public void methodSame(){
        //公共方法的實現(xiàn)
    }

    //聲明抽象業(yè)務(wù)方法
    public abstract void methodDiff();
}

然后是具體產(chǎn)品的實現(xiàn)，繼承抽象產(chǎn)品方法，實現(xiàn)自己內(nèi)部業(yè)務(wù)邏輯

public class ConcreteProductA extends Product {
    //實現(xiàn)業(yè)務(wù)方法
    @Override
    public void methodDiff() {

    }
}

創(chuàng)建簡單工廠模式的核心工廠類，工廠類提供一個靜態(tài)工廠方法供客戶端使用，根據(jù)傳入?yún)?shù)的不同創(chuàng)建不同的產(chǎn)品對象，典型代碼：

public class Factory {
    //靜態(tài)工廠方法
    public static Product getProduct(String arg){
        Product product = null;
        if (arg.equalsIgnoreCase("A")){
            product = new ConcreteProductA();
            //初始化設(shè)置product
        }else if (arg.equalsIgnoreCase("B")){
            product = new ConcreteProductB();
            //初始化設(shè)置product
        }
        return product;
    }
}

客戶端調(diào)用代碼如下

public class Client {
    public static void main(String[] args){
        Product product;
        product = Factory.getProduct("A");
        product.methodSame();
        product.methodDiff();
    }
}

工廠方法模式

簡單工廠模式很簡單，但是存在問題。當系統(tǒng)中需要引入新的產(chǎn)品時，必定要修改工廠類的源代碼，違背“開閉原則”。而且在簡單工廠模式中，所有的產(chǎn)品都由同一個工廠創(chuàng)建，工廠職責較重，業(yè)務(wù)邏輯也會變得復(fù)雜，concreteProduct和Factory的耦合度較高。

在工廠方法模式中，針對不同的產(chǎn)品提供不同的工廠，系統(tǒng)提供一個與產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)對應(yīng)的工廠等級結(jié)構(gòu)。

定義

定義一個抽象工廠接口來聲明抽象工廠方法，而由其子類來實現(xiàn)具體工廠方法。

使用場景

在任何需要生成復(fù)雜對象的地方，都可以使用工廠方法模式。
用new就可以完成創(chuàng)建的對象無需使用工廠模式

UML類圖

FactoryMethod

• Product：抽象產(chǎn)品。定義產(chǎn)品的接扣，產(chǎn)品對象的公共父類。
• ConcreteProduct：具體產(chǎn)品。
• Factory：抽象工廠。抽象工廠類中，聲明一個工廠方法用于返回一個產(chǎn)品。所有創(chuàng)建對象的工廠類都必須實現(xiàn)該接口。
• ConcreteFactory：具體工廠。實現(xiàn)抽象工廠中定義的工廠方法，并可由客戶端調(diào)用，返回一個具體類的實例。

工廠方法模式通用代碼

/**
 * 抽象產(chǎn)品類 
 * 抽象工廠可以是一個接口，也可以是一個抽象類
 */
public abstract class Product {
    //產(chǎn)品類的抽象方法
    public abstract void method();
}

/**
 * 具體產(chǎn)品A 
 */
public class ConcreteProductA  extends Product{
    @Override
    public void method() {
        //產(chǎn)品A的處理邏輯
    }
}
/**
 * 具體產(chǎn)品B
 */
public class ConcreteProductB extends Product{
    @Override
    public void method() {
        //產(chǎn)品B的處理邏輯
    }
}

接下來定義抽象工廠

/**
 * 抽象工廠類
 */
public abstract class Factory {
    //抽象工廠方法
    public abstract Product factoryMethod();
}

定義一個產(chǎn)品A的具體工廠

/**
 * 產(chǎn)品A的具體工廠
 */
public class ConcreteFactoryA extends Factory {
    @Override
    public Product factoryMethod() {
        return new ConcreteProductA();
    }
}

客戶端測試代碼

public class Client {
    public static void main(String[] args){
        Factory factory = new ConcreteFactoryA();
        Product p = factory.factoryMethod();
        p.method();
    }
}

反射
反射的方式可以更簡潔的生產(chǎn)具體產(chǎn)品對象，只要在工廠方法的參數(shù)列表中傳入一個Class類來決定是哪一個產(chǎn)品類。
具體代碼如下：

public abstract class Factory {
    /**
     * 抽象工廠方法
     * @param clz 產(chǎn)品對象類類型
     * @param <T> 
     * @return 具體的產(chǎn)品對象
     */
    public abstract <T extends Product> T createProduct(Class<T> clz);
}

具體工廠類：

public class ConcreteFactory extends Factory {

    @Override
    public <T extends Product> T createProduct(Class<T> clz) {
        Product product = null;
        try {
            product = (Product) Class.forName(clz.getName()).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return (T) product;
    }
}

客戶端調(diào)用代碼：

public class Client {
    public static void main(String[] args){
        Factory factory = new ConcreteFactory();
        Product product = factory.createProduct(ConcreteProductA.class);
        product.method();
    }
}

簡單例子

使用工廠方法模式設(shè)計一個程序來讀取各種不同類型的圖片格式，針對每一種圖片格式都設(shè)計一個圖片讀取器，如GIF圖片讀取器用于讀取GIF格式的圖片、JPG圖片讀取器用于讀取JPG格式的圖片。需充分考慮系統(tǒng)的靈活性和可擴展性。

先寫出圖片讀取器的抽象方法：

public abstract class PicReader {
    /**
     * 圖片讀取器的抽象方法
     */
    public abstract void reader();
}

然后是兩個具體圖片讀取器：

public class GifReader extends PicReader{
    @Override
    public void reader() {
        System.out.println("This is a gif picture！");
    }
}

public class JpgReader extends PicReader {
    @Override
    public void reader() {
        System.out.println("This is a jpg picture");
    }
}

抽象工廠類：

public abstract class ReaderFactory {
    /**
     * 圖片讀取器的工廠方法
     * @param clz
     * @param <T>
     * @return
     */
    public abstract <T extends PicReader> T createReader(Class<T> clz);
}

具體的圖片讀取工廠：

public class PicReaderFactory extends ReaderFactory {
    @Override
    public <T extends PicReader> T createReader(Class<T> clz) {
        PicReader reader = null;
        try {
            reader = (PicReader) Class.forName(clz.getName()).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return (T) reader;
    }
}

客戶端調(diào)用代碼：

public class Client {
    public static void main(String[] args){
        //實例化一個讀取圖片的工廠對象
        ReaderFactory readerFactory = new PicReaderFactory();

        //生產(chǎn)gif讀取器并讀取
        GifReader gifReader = readerFactory.createReader(GifReader.class);
        gifReader.reader();
        //生產(chǎn)jpg讀取器并讀取
        JpgReader jpgReader =  readerFactory.createReader(JpgReader.class);
        jpgReader.reader();
    }
}

運行結(jié)果：

This is a gif picture！
This is a jpg picture

參考資料：https://gof.quanke.name 、《Android設(shè)計模式》

源碼