【23种设计模式】工厂模式

• 这是一篇以代码为主的博客，没有那么多的定义和概念，希望能通过代码讲解来帮助你理解工厂模式

工厂模式对OOP的七大原则的体现

• 开闭原则：一个软件的实体应当对扩展开放，对修改关闭
• 依赖倒转原则：要针对接口变成，不要针对实现编程
• 迪米特原则：只与你直接的朋友通信，而避免和陌生人通信

工厂模式的作用

• 核心思想：实现了创建者和调用者的分离
• 核心本质：
  • 实例化对象不使用new，用工厂方法代替
  • 将选择实现类，创建对象统一管理和控制。从而将调用者跟我们的实现类解耦
• 工厂模式分为三种：
  • 简单工厂模式：用来生产统一等级结构中的任意产品（对于增加新的产品，需要修改已有代码）
  • 工厂方法模式：用来生产同一等级结构中的固定产品（支持增加任意产品）
  • 抽象工厂模式：围绕一个超级工厂创建其他工厂，该超级工厂又称为其他工厂的工厂

【 注意 】产品结构和产品族的定义：产品族内的产品是由同一个工厂生产出来的；产品结构指的是产品所处的类别。举个例子，小米生产小米手机和小米路由器，华为生产华为手机和华为路由器，那么小米路由器和华为路由器就处于同一个产品结构等级；小米手机和小米路由器就处于同一个产品族，同理，华为手机和华为路由器也是处于同一个产品族。

简单工厂模式

Car对象

public interface Car {
    /**
     * car name
     */
    public void name();
}
-------------------------------------
public class Tesla implements Car{
    @Override
    public void name() {
        System.out.println("特斯拉");
    }
}
-------------------------------------
public class WuLing implements Car{
    @Override
    public void name() {
        System.out.println("五菱宏光");
    }
}

Consumer对象

package simple;

public class Consumer {
    public static void main(String[] args) {
        // 这是原来s获取car对象的样子
        // 需要了解接口以及所有的实现类，如果你不知道这些就无法编码
        // 面向对象编码就只需要你知道这是一个Car就够了，里面有什么不需要管
        // 映射到现实生活中就是如果要买车，直接去买工厂已经做好的车就行了，不需要自己造一台车
        // 但是这里却要自己new一个
        Car car1 = new WuLing();
        Car car2 = new Tesla();

        car1.name();
        car2.name();
    }
}

CarFactory对象

• 使用简单工厂模式改造代码

package simple;

/**
 * 简单工厂模式，也称静态工厂模式
 * 里面的方法都是静态的，根据接收的不同的参数返回不同的对象实例
 * 弊端：如果要增加一个产品，必须要修改代码
 * 但是大部分情况下都是使用这个模式
 * @author Hey
 */
public class CarFactory {
    // 方法一：根据传入的参数判断需要的是什么然后就返回什么
    public static Car getCar(String car){
        if(car.equals("五菱")){
            return new WuLing();
        }else if(car.equals("特斯拉")){
            return new Tesla();
        }else{
            return null;
        }
    }
    // 方法二：根据自己的需要自己取得相应的车
    public static Car getWuLing(){
        return new WuLing();
    }
    public static Car getTesla(){
        return new WuLing();
    }
}

使用工厂方法之后的Consumer对象

package simple;

public class Consumer {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用工厂创建的方式
        // 就可以直接通过工厂获取，而不是自己创建
        // 假设我们自己new一个Car需要要传入很多的参数
        // 那么通过Car工厂的方式，我们就不需要再传入那么多的参数，直接在工厂里面配置即可
        Car car3 = CarFactory.getCar("五菱");
        //添加car3非空的断言
        assert car3 != null;
        car3.name();
        // 但是这样做会导致使用不灵活
        // 假设我们要新增一个车，那么我们就得更改车工厂里面的代码
        // 这就违背了开闭原则
    }
}

简单工厂模式小结

• 最开始的时候，我们在使用一个类的时候，我们需要自己去new一个类，需要去管实现的细节
• 有了简单工厂模式之后，我们只需要面对工厂，工厂里面的细节怎么实现的就不需要管了

工厂方法模式

• 简单工厂模式从设计原则上来看违背了开闭原则，如果要解决这个问题，我们可以直接建一个工厂的接口，然后通过实现工厂的接口来创建不同类型的工厂，这样我们就可以通过具体的工厂获取需要的实例对象

CarFactory接口

package method;

public interface CarFactory{
    /**
     * @return car
     */
    Car getCar();
}

实现CarFactory接口

// WuLingFactory 
public class WuLingFactory implements CarFactory{
    @Override
    public Car getCar() {
        return new WuLing();
    }
}
-----------------------------------------------------
// TeslaFactory 
public class TeslaFactory implements CarFactory {
    @Override
    public Car getCar() {
        return new Tesla();
    }
}
-----------------------------------------------------
// 如果我们要增加一个车，可以直接通过创建一个新的Factory来实现
// MoBaiFactory 
public class MoBaiFactory implements CarFactory {
    @Override
    public Car getCar() {
        return new MoBai();
    }
}

Consumer对象

public class Consumer {
    public static void main(String[] args) {
        Car car = new WuLingFactory().getCar();
        Car car1 = new TeslaFactory().getCar();
        // 此时当我们再需要拿到车时，就直接去到对应的工厂获取即可
        car.name();
        car1.name();

        // 这个时候增加一个车
        // 此时发现 扩展的时候并没有对原来的类进行修改，满足了开闭原则，但是也多了很多的类
        // 这样每增加一个车，就会多一个工厂类，会越来越庞大
        Car car2 = new MoBaiFactory().getCar();
        car2.name();
    }
}

简单工厂模式与工厂方法模式比较

工厂方法模式更符合设计原则，但是在实际应用的时候，会显得较为复杂，代码量也较大

• 从结构复杂度来看：两者比较，简单工厂模式更好
• 从代码复杂度来看：两者比较，简单工厂模式更好
• 从编程复杂度来看：两者比较，简单工厂模式更好
• 从管理复杂度来看：两者比较，简单工厂模式统一管理工厂的实现，会更好
• 根据设计原则，两者比较，工厂方法模式更优
• 根据实际业务，选择简单工厂模式的会更多

抽象工厂模式

详情请查看另一篇博客

小结

• 简单工厂模式（静态工厂模式）：虽然某种程度上不符合设计原则，但是实际使用确实最多的！
• 工厂方法模式：不修改已有类的前提下，通过新增新的工厂类来实现扩展
• 抽象工厂模式：不可以增加产品，但是可以增加产品族！

应用场景

• JDK中Calendar的getInstance()方法
• JDBC中的Connection对象的获取
• Spring中IOC容器创建管理bean对象
• 反射中Class对象的newInstance()方法