创建型模式(2)--工厂方法模式Factory method

工厂方法模式：定义了一个创建对象的接口，但由子类决定要实例化的类是哪一个，也就是说工厂方法模式让实例化推迟到子类。

工厂方法模式非常符合“开闭原则”，当需要增加一个新的产品时，我们只需要增加一个具体的产品类和与之对应的具体工厂即可，无须修改原有系统。同时在工厂方法模式中用户只需要知道生产产品的具体工厂即可，无须关系产品的创建过程，甚至连具体的产品类名称都不需要知道。虽然他很好的符合了“开闭原则”，但是由于每新增一个新产品时就需要增加两个类，这样势必会导致系统的复杂度增加。其UML结构图：

工厂模式根据抽象程度的不同分为三种：简单工厂模式（也叫静态工厂模式）、本文所讲述的工厂方法模式、以及抽象工厂模式。工厂模式是编程中经常用到的一种模式。它的主要优点有：

• 可以使代码结构清晰，有效地封装变化。在编程中，产品类的实例化有时候是比较复杂和多变的，通过工厂模式，将产品的实例化封装起来，使得调用者根本无需关心产品的实例化过程，只需依赖工厂即可得到自己想要的产品。
• 对调用者屏蔽具体的产品类。如果使用工厂模式，调用者只关心产品的接口就可以了，至于具体的实现，调用者根本无需关心。即使变更了具体的实现，对调用者来说没有任何影响。
• 降低耦合度。产品类的实例化通常来说是很复杂的，它需要依赖很多的类，而这些类对于调用者来说根本无需知道，如果使用了工厂方法，我们需要做的仅仅是实例化好产品类，然后交给调用者使用。对调用者来说，产品所依赖的类都是透明的。
   

通过工厂方法模式的类图可以看到，工厂方法模式有四个要素：

1. 工厂接口。工厂接口是工厂方法模式的核心，与调用者直接交互用来提*品。在实际编程中，有时候也会使用一个抽象类来作为与调用者交互的接口，其本质上是一样的。
2. 工厂实现。在编程中，工厂实现决定如何实例化产品，是实现扩展的途径，需要有多少种产品，就需要有多少个具体的工厂实现。
3. 产品接口。产品接口的主要目的是定义产品的规范，所有的产品实现都必须遵循产品接口定义的规范。产品接口是调用者最为关心的，产品接口定义的优劣直接决定了调用者代码的稳定性。同样，产品接口也可以用抽象类来代替，但要注意最好不要违反里氏替换原则。
4. 产品实现。实现产品接口的具体类，决定了产品在客户端中的具体行为。

        前文提到的简单工厂模式跟工厂方法模式极为相似，区别是：简单工厂只有三个要素，他没有工厂接口，并且得到产品的方法一般是静态的。因为没有工厂接口，所以在工厂实现的扩展性方面稍弱，可以算所工厂方法模式的简化版。

一、简单工厂模式示例

1.1、工厂实现

public class FruitFactory {

    // 方式一：简单工厂模式
    /*
     * public static Fruit getApple() { return new Apple(); }
     * 
     * public static Fruit getBanana() { return new Banana(); }
     */
    /*
     * get方法，获得所有产品对象
     */
    public static Fruit getFruit(String type)
            throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
        // 方式二：简单工厂模式
        /*
         * if(type.equalsIgnoreCase("apple")) { return
         * Apple.class.newInstance();
         * 
         * } else if(type.equalsIgnoreCase("banana")) { return
         * Banana.class.newInstance(); } else {
         * System.out.println("找不到相应的实例化类"); return null; }
         */
        // 方式三：简单工厂模式
        Class fruit = Class.forName(type);
        return (Fruit) fruit.newInstance();

    }
}

1.2、产品接口

public interface Fruit {
	/*
	 * 采集
	 */
	public void get();
}

1.3、产品实现

public class Apple implements Fruit {
    @Override
    public void get() {
        System.out.println("采集苹果");
    }
}

public class Banana implements Fruit {
    @Override
    public void get() {
        System.out.println("采集香蕉");
    }
}

测试：

public class MainClass {
	public static void main(String[] args) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
//		//实例化一个Apple
/*		Apple apple = new Apple();
		//实例化一个Banana
		Banana banana = new Banana();
		apple.get();
		banana.get();*/
		
//		//实例化一个Apple,用到了多态
/*		Fruit apple = new Apple();
		Fruit banana = new Banana();
		apple.get();
		banana.get();*/
		
//		//实例化一个Apple
/*		Fruit apple = FruitFactory.getApple();
		Fruit banana = FruitFactory.getBanana();
		apple.get();
		banana.get();*/
		
		Fruit apple = FruitFactory.getFruit("Apple");
		Fruit banana = FruitFactory.getFruit("Banana");
		apple.get();  // 采集苹果
		banana.get(); // 采集香蕉
	}
}

二、工厂方法模式示例

一、工厂接口

public interface FruitFactory {
	public Fruit getFruit();
}

二、工厂实现

public class AppleFactory implements FruitFactory {
    @Override
	public Fruit getFruit() {
		return new Apple();
	}

}

public class BananaFactory implements FruitFactory {
    @Override
	public Fruit getFruit() {
		return new Banana();
	}
}

public class PearFactory implements FruitFactory {
    @Override
	public Fruit getFruit() {
		return new Pear();
	}
}

三、产品接口

public interface Fruit {
	/*
	 * 采集
	 */
	public void get();
}

四、产品实现

public class Apple implements Fruit {
    @Override
    public void get() {
        System.out.println("采集苹果");
    }
}


public class Banana implements Fruit{
    @Override
	public void get(){
		System.out.println("采集香蕉");
	}
}

public class Pear implements Fruit {
    @Override
    public void get() {
        System.out.println("采集梨子");
    }
}

测试：

public class MainClass {
	public static void main(String[] args) {
		//获得AppleFactory
		FruitFactory ff = new AppleFactory();
		//通过AppleFactory来获得Apple实例对象
		Fruit apple = ff.getFruit();
		apple.get();
		
		//获得BananaFactory
		FruitFactory ff2 = new BananaFactory();
		Fruit banana = ff2.getFruit();
		banana.get();
		
		//获得PearFactory
		FruitFactory ff3 = new PearFactory();
		Fruit pear = ff3.getFruit();
		pear.get();
	}
}