簡(jiǎn)單工廠模式
簡(jiǎn)單工廠模式（ Simple Factory Pattern ）用來定義一個(gè)工廠類，它可以根據(jù)參數(shù)的不同返回不同類的實(shí)例，被創(chuàng)建的實(shí)例通常都具有共同的父類。因?yàn)樵诤?jiǎn)單工廠模式中用于創(chuàng)建實(shí)例的方法是靜態(tài)（ static ）方法，因此簡(jiǎn)單工廠模式又被稱為靜態(tài)工廠方法（ Static Factory Method )模式，它屬于類創(chuàng)建型模式。
簡(jiǎn)單工廠模式的要點(diǎn)在于，當(dāng)你需要什么，只需要傳入一個(gè)正確的參數(shù)，就可以獲取你所需要的對(duì)象，而無須知道其創(chuàng)建細(xì)節(jié)。簡(jiǎn)單工廠模式結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，其核心是工廠類的設(shè)計(jì)。其結(jié)構(gòu)圖如下所示。
在簡(jiǎn)單工廠模式結(jié)構(gòu)圖中包含如下幾個(gè)角色。
- Factory（工廠角色）：工廠角色即工廠類，它是簡(jiǎn)單工廠模式的核心，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建所有產(chǎn)品實(shí)例的內(nèi)部邏輯； 工廠類可以被外界直接調(diào)用， 創(chuàng)建所需的產(chǎn)品對(duì)象；在工廠類中提供了靜態(tài)的工廠方法factoryMethod（），它的返回類型為抽象產(chǎn)品類型Product 。
- Product（抽象產(chǎn)品角色）：它是工廠類所創(chuàng)建的所有對(duì)象的父類，封裝了各種產(chǎn)品對(duì)象的公有方法，它的引入將提高系統(tǒng)的靈活性，使得在工廠類中只需定義一個(gè)通用的工廠方法，因?yàn)樗袆?chuàng)建的具體產(chǎn)品對(duì)象都是其子類對(duì)象。
- ConcreteProduct（具體產(chǎn)品角色）：它是簡(jiǎn)單工廠模式的創(chuàng)建目標(biāo)，．所有被創(chuàng)建的對(duì)象都充當(dāng)這個(gè)角色的某個(gè)具體類的實(shí)例。每一個(gè)具體產(chǎn)品角色都繼承了抽象產(chǎn)品角色，需要實(shí)現(xiàn)在抽象產(chǎn)品中聲明的抽象方法。
來看一個(gè)簡(jiǎn)單工廠模式的例子
public class SimpleFactoryPattern {
public static void main(String[] args) {
//根據(jù)需要傳入相關(guān)的交通工具名稱，獲取交通工具實(shí)例
Vehicle vehicle = Factory.produce("car");
vehicle.run();
}
}
/**
* 工廠類
*/
class Factory{
//靜態(tài)方法，生產(chǎn)交通工具
public static Vehicle produce(String type) {
Vehicle vehicle = null;
if(type.equals("car")){
vehicle = new _Car();
return vehicle;
}
if(type.equals("bus")){
vehicle = new _Bus();
return vehicle;
}
if(type.equals("bicycle")){
vehicle = new _Bicycle();
return vehicle;
}
return vehicle;
}
}
/**
* 交通工具(抽象類)
*/
interface Vehicle{
void run();
}
/**
* 汽車(具體類)
*/
class Car implements Vehicle{
@Override
public void run() {
System.out.println("car is running...");
}
}
/**
* 公交車(具體類)
*/
class Bus implements Vehicle{
@Override
public void run() {
System.out.println("bus is running...");
}
}
/**
* 自行車(具體類)
*/
class Bicycle implements Vehicle{
@Override
public void run() {
System.out.println("bicycle is running...");
}
}
上述代碼中，交通工具都被抽象為Vehicle 類， 而Car、Bus 、Bicycle 類是Vehicle 類的實(shí)現(xiàn)類， 并實(shí)現(xiàn)Vehicle 的run方法，打印相關(guān)的信息。Factory 是工廠類，類中的靜態(tài)方法produce 根據(jù)傳入的不同的交通工具的類型，生產(chǎn)相關(guān)的交通工具，返回抽象產(chǎn)品類Vehicle 。上述代碼的類結(jié)構(gòu)如下所示。
簡(jiǎn)單工廠模式的主要優(yōu)點(diǎn)如下：
- 工廠類包含必要的判斷邏輯，可以決定在什么時(shí)候創(chuàng)建哪一個(gè)產(chǎn)品類的實(shí)例，客戶端可以免除直接創(chuàng)建產(chǎn)品對(duì)象的職責(zé)，而僅僅“消費(fèi)”產(chǎn)品，簡(jiǎn)單工廠模式實(shí)現(xiàn)了對(duì)象創(chuàng)建和使用的分離。
- 客戶端無須知道所創(chuàng)建的具體產(chǎn)品類的類名，只需要知道具體產(chǎn)品類所對(duì)應(yīng)的參數(shù)即可，對(duì)于一些復(fù)雜的類名，通過簡(jiǎn)單工廠模式可以在一定程度減少使用者的記憶量。
簡(jiǎn)單工廠模式的主要缺點(diǎn)如下：
- 由于工廠類集中了所有產(chǎn)品的創(chuàng)建邏輯，職責(zé)過重， 一旦不能正常工作，整個(gè)系統(tǒng)都會(huì)受到影響。
- 使用簡(jiǎn)單工廣模式勢(shì)必會(huì)增加系統(tǒng)中類的個(gè)數(shù)（引入了新的工廠類），增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度和理解難度。
- 系統(tǒng)擴(kuò)展困難， 一旦添加新產(chǎn)品就不得不修改工廠邏輯，在產(chǎn)品類型較多時(shí)，有可能造成工廠邏輯過于復(fù)雜，不利于系統(tǒng)的擴(kuò)展和維護(hù)。
- 簡(jiǎn)單工廠模式由于使用了靜態(tài)工廠方法，造成工廠角色無法形成基于繼承的等級(jí)結(jié)構(gòu)。
工廠方法模式
在簡(jiǎn)單工廠模式中只提供一個(gè)工廠類，它需要知道每一個(gè)產(chǎn)品對(duì)象的創(chuàng)建細(xì)節(jié)，并決定何時(shí)實(shí)例化哪一個(gè)產(chǎn)品類。簡(jiǎn)單工廠模式最大的缺點(diǎn)是當(dāng)有新產(chǎn)品要加入到系統(tǒng)中時(shí)，必須修改工廠類，需要在其中加入必要的業(yè)務(wù)邏輯，這違背了“開閉原則” 。此外，在簡(jiǎn)單工廠模式中，所有的產(chǎn)品都由同一個(gè)工廠創(chuàng)建，工廠類職責(zé)較重，業(yè)務(wù)邏輯較為復(fù)雜，具體產(chǎn)品與工廠類之間的耦合度高，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性，而工廠方法模式則可以很好地解決這一問題。
在工廠方法模式中，不再提供一個(gè)統(tǒng)一的工廠類來創(chuàng)建所有的產(chǎn)品對(duì)象，而是針對(duì)不同的產(chǎn)品提供不同的工廠，系統(tǒng)提供一個(gè)與產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的工廠等級(jí)結(jié)構(gòu)。
工廠方法模式的定義：工廠方法模式（Factory Method Pattern）用來定義一個(gè)用于創(chuàng)建對(duì)象的接口，讓子類決定將哪一個(gè)類實(shí)例化。工廠方法模式讓一個(gè)類的實(shí)例化延遲到其子類。工廠方法模式又簡(jiǎn)稱為工廠模式（ Factory Pattern ），還可稱作虛擬構(gòu)造器模式（ Virtual Constructor Pattern ）或多態(tài)工廠模式（ Polymorphic Factory Pattern ）。工廠方法模式是一種類創(chuàng)建型模式。
工廠方法模式提供一個(gè)抽象工廠接口來聲明抽象工廠方法，而由其子類來具體實(shí)現(xiàn)工廠方法，創(chuàng)建具體的產(chǎn)品對(duì)象。工廠方法模式結(jié)構(gòu)如下所示。
在工廠方法模式結(jié)構(gòu)圖中包含如下幾個(gè)角色。
- Product（抽象產(chǎn)品類）：它是定義產(chǎn)品的接口，是工廠方法模式所創(chuàng)建對(duì)象的超類型，也就是產(chǎn)品對(duì)象的公共父類。
- ConcreteProduct（具體產(chǎn)品類） ： 它實(shí)現(xiàn)了抽象產(chǎn)品接口，某種類型的具體產(chǎn)品由專門的具體工廠創(chuàng)建，具體工廠和具體產(chǎn)品之間一一對(duì)應(yīng)。
- Factory（抽象工廠類）：在抽象工廠類中，聲明了工廠方法（ Factory Method ），用于返回一個(gè)產(chǎn)品。抽象工廠是工廠方法模式的核心，所有創(chuàng)建對(duì)象的工廠類都必須實(shí)現(xiàn)該接口。
- ConcreteFactory (具體工廠類） ： 它是抽象工廠類的子類，實(shí)現(xiàn)了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(gè)具體產(chǎn)品類的實(shí)例。
下面來看一個(gè)汽車與工廠實(shí)例。
public class FactoryMethodPattern {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//生產(chǎn)汽車
Factory carFactory = new CarFactory();
Vehicle car= carFactory.produce();
car.run();
//生產(chǎn)公交車
Factory busFactory = new BusFactory();
Vehicle bus= busFactory.produce();
bus.run();
//生產(chǎn)自行車
BicycleFactory bicycleFactory = new BicycleFactory();
Vehicle bicycle= bicycleFactory.produce() ;
bicycle.run();
}
}
/**
*抽象工廠類
*/
interface Factory {
//生產(chǎn)
Vehicle produce();
}
/**
*汽車工廠
*/
class CarFactory implements Factory {
@Override
public Vehicle produce() {
return new Car();
}
}
/**
*公交車工廠
*/
class BusFactory implements Factory {
@Override
public Vehicle produce() {
return new Bus();
}
}
/**
*自行車工廠
*/
class BicycleFactory implements Factory {
@Override
public Vehicle produce() {
return new Bicycle();
}
}
/**
*交通工具
*/
interface Vehicle {
void run();
}
/**
*汽車
*/
class Car implements Vehicle {
@Override
public void run () {
System.out.println (”car is running . . . ”);
}
}
/**
*公交車
*/
class Bus implements Vehicle {
@Override
public void run () {
System.out.println (”bus is running . . . ”);
}
}
/**
*自行車
*/
class Bicycle implements Vehicle {
@Override
public void run () {
System.out.println (”bicycle is running . . . ”);
}
}
上述代碼中，Vehicle 類是抽象產(chǎn)品類，而Car 、Bus 、Bicycle類是具體產(chǎn)品類，并且實(shí)現(xiàn)Vehicle 類的run 方法。每一種具體產(chǎn)品類都有一一對(duì)應(yīng)的工廠類CarFactory 、BusFactory 、BicycleFactory 等，所有的工廠都有共同的抽象父類Factory。汽車與工廠具體的類結(jié)構(gòu)如下圖所示。
與簡(jiǎn)單工廠模式相比， 工廠方法模式最重要的區(qū)別是引入了抽象工廠角色，抽象工廠可以是接口，也可以是抽象類或者具體類。在抽象工廠中聲明了工廠方法但并未實(shí)現(xiàn)工廠方法， 具體產(chǎn)品對(duì)象的創(chuàng)建由其子類負(fù)責(zé)， 客戶端針對(duì)抽象工廠編程，可在運(yùn)行時(shí)再指定具體工廠類，具體工廠類實(shí)現(xiàn)了工廠方法， 不同的具體工廠可以創(chuàng)建不同的具體產(chǎn)品。
