工厂模式（一）

最近在看设计模式的资料，这里也就聊聊对工厂模式的理解好了。

（一）略讲设计模式

设计模式，其实就是一种方法，不局限于语言甚至程序。例如，经典的单例模式，在Java程序中会用到，在日常生活中，其实，也是有的。合理使用设计模式可以为我们解决很多事情：1）首先，从程序的层面来说，可以用来完善代码的设计结构，使得代码更加清晰，可读性好，从而减少维护的成本；亦可用来避免资源耗损，实现“高内聚，低耦合”2）从设计角度来说，通过设计或者复用成熟的解决方案，抛弃实现细节，可以更有效的分析问题的本质。

设计模式的一般原则：

OCP（开闭原则，Open-Closed Principle）：“Software entities should be open for extension,but closed for modification。件实体应当对扩展开放，是指对于组件功能的扩展是开放的，是允许对其进行功能扩展的；对修改关闭，是指对于原有代码的修改是封闭的，即不应该修改原有的代码。
DIP（依赖倒转原则，Dependence Inversion Principle）：要针对接口编程，不要针对实现编程。我的理解是，对于不同层次的编程，高层次暴露给低层次的应当只是接口，而不是它的具体类。
LoD（迪米特法则，Law of Demeter）：只与你直接的朋友通信，而避免和陌生人通信。众所周知类（或模块）之间的通信越少，耦合度就越低，从而更有利于我们对软件的宏观管理

（二）工厂模式

工厂模式是一种非常常用的模式，因为它可以帮助生成实例对象，可以给系统带来更大的可扩展性和尽量少的修改量。

例如，我们有一个Human类,它有很多子类，例如Baby，Girl，Boy等等，每个类都有特定的dress（），而这个dress方法的第一步就是要去得到一件衣服:

class Female extends Human{

    public void  dress(){

        Clothes clothes = new Skirt();

        ......

    }

}

我们可以看到，这个Skirt的初始方法很简单，但是在初始方法很复杂的情况下呢，而通常情况下，一些实例化工作需要很多工作，例如赋值，查询数据库，例如你要先去数据库去查查现在这个Female的衣柜里面有没有Skirt，有什么Skirt等等。而这一切可能需要很多的代码，而dress()方法应该注重的是dress本身的工作。另外，将这么长的初始化过程放在dress（）方法里面也有悖于面向对象的思想，封装和分派告诉我们，应该讲长代码分割成多个段，每个段对应尽量单一的作用，以保证低耦合的需求。

因此，工厂模式可以应用于这个场景中了

工厂模式通常分为三种：

1）简单工厂模式

2）工厂方法模式

3）抽象工厂模式

我们将在下面进行具体的介绍

（三）简单工厂模式

简单工厂模式，Simple Factory，由三种角色组成：工厂类，抽象产品角色，具体产品角色。

他们的关系可以由图1表示：

外界使用Factory来获取Product对象。

我们使用dress（）来具这个例子：

首先创建一个Factory类：

class ClothesFactory{

       public static Clothes  getClothesInstance(String model){

            Clothes clothes = null;

            if(model.equals("Skirt")){

                    ......

                 clothes = new Skirt(...);

             }

            if(model.equals("Uniform")){

                    ......

 

                 clothes = new Uniform(...);

             }

            if(model.equals("JeansWear")){

                    ......

                 clothes = new JeansWear(...);

             }

             ......

             return clothes;

      }

}

这个工厂类方法提供一个静态方法，提供各种衣服的初始化动作。其类图如下：

简单工厂模式好处在于产品的等级不会反应到工厂类中，但是，如果要增加新产品就会引起工厂类的修改，例如要增加一种SwimSuit， 那么需要在ClothesFactory中增加:

        if(model.equals("SwitmSuit")){

                ......

         }

这显然不符合开闭原则。但对于不太复杂，而产品又不会做太多变化的场景，简单工厂模式仍然是适用的。

（四）工厂方法模式

工厂方法模式有四种角色：抽象工厂，具体工厂，抽象产品，具体产品

其关系图如下：

我们对上面的dress例子进行变化

abstract class ClothesFactory{

         getClotesInstance().....

}

 class SkirtFactory{

          public static Clothes getClothesInstance(){

                          ......

           }

}

 class UniformFactory{

          public static Clothes getClothesInstance(){

                          ......

           }

}

 class JeansWearFactory{

          public static Clothes getClothesInstance(){

                          ......

           }

}

各自的工厂类提供对不同产品的初始化过程，返回对应衣服的实例。其类图如下：

 

工厂方法模式符合开闭原则，当新增一个产品时，只需要新增加新的具体产品和具体工厂就可以了，不需要对原有的逻辑进行修改。

（五）抽象工厂模式

抽象工厂模式的角色和工厂方法模式类似，但它面向的是更复杂的情况，我们看见工厂方法模式中所有的具体产品都集成自一个抽象产品，这是一种比较简单的结构，而抽象工厂模式面向于复杂的产品足的情况，例如Clothes有很多分类，Clothes下面的产品又隶属于不同的产品族，我们用类图来表述其中一种情况：