设计模式之工厂模式

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工厂模式主要是用来生成具有相同接口的类

工厂模式主要包括：
1、简单工厂
2、工厂方法

3、抽象工厂

我们首先来学习一下简单工厂的原理：
学习背景：
我需要这样一个智能程序，我对它讲话，它能够为我制造一台能够满足我需求的电器
如：我要看电视，它给我制造一台电视，我要洗衣服，它给我制造一台洗衣机...
首先我使用面向过程的方法来实现这个程序

 public static void main(String[] args) throws IOException   {    //从控制台获取用户需求    BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));    String input=br.readLine();    //根据用户需求，制造相应的电器为用户服务    if(input.equals("洗衣服"))    {      Washer washer=new Washer();      washer.execute();    }else if(input.equals("看电视"))    {      Televisor tv=new Televisor();      tv.execute();    }else if(input.equals("冰冻食物"))    {      Refrigerator ref=new Refrigerator();      ref.execute();    }  }

上面这段程序基本功能是具备了的，但是有一种坏的味道(重构里面喜欢用的词)，所有的逻辑判断都放在了客户端程序中，如果用户的需求变了，那么我们就需要更改客户端代码，添加逻辑判断，对于代码的扩展非常不方面，而且也不合符“开放-封闭”原则，像这种根据不同的需求要生成具有类似功能类的情况非常适合 使用工厂模式解决，下面我就使用简单工厂模式在解决这个问题：

简单工厂的类图如下：

步骤：
  1、建立一个电器的公用接口Machine

 /** * 电器的公用接口，没一种使用工厂创建的都必须实现它 * com.design.factory.simple.Machine * @author yuanzeyao <br/> * create at 2014年5月17日 上午10:44:58 */public interface Machine{  public void execute();}

2、每一种电器都实现接口，具体见代码
3、工厂类

/** * 简单工厂类，用于生产实现了Machine的各种电器 * com.design.factory.simple.SimpleFactory * @author yuanzeyao <br/> * create at 2014年5月17日 上午10:34:41 */public class SimpleFactory{  private static final String TAG = "SimpleFactory";  public static Machine createMachine(String demand)  {    //根据用户需求，制造相应的电器为用户服务    if(demand.equals("洗衣服"))    {      return new Washer();    }else if(demand.equals("看电视"))    {      return new Televisor();    }else if(demand.equals("看电视"))    {      return new Refrigerator();    }else      return null;  }} 4、客户端 public class Simple2{  private static final String TAG = "Simple2";  public static void main(String[] args) throws IOException  {    //从控制台获取用户需求    BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));    String input=br.readLine();    Machine machine=SimpleFactory.createMachine(input);    if(machine!=null)    {      machine.execute();    }      }}

使用了简单工厂后，最大的好处就是方便了添加用户需求，将逻辑判断代码都移到了工厂类里面，当我们需要添加新的需求时，仅仅修改工厂类即可，不需要修改客户端代码，以上就是简单工厂设计模式，非常简单




下面使用工厂方法实现同样的功能
之所以有工厂方法模式，是因为简单工厂有一些缺点：
当系统中的具体产品类不断增多时候，可能会出现要求工厂类根据不同条件创建不同实例的需求．这种对条件的判断和对具体产品类型的判断交错在一起，很难避免模块功能的蔓延，对系统的维护和扩展非常不利


所以我们一定要明白一个道理：没有十全十美的设计模式，如果这个设计模式符合你的需求那么就是最好的


工厂方法模式和简单工厂模式的区别如下：
1、每个具体产品都有一个对应的工厂类，并且为工厂类抽象出一个借口
2、在客户端根据条件使用不同的工厂类

工厂方法的类图如下：

实现方式：
1、编写一个抽象工厂类

/** * 工厂抽象出来的接口 * com.design.factory.method.IFactory * @author yuanzeyao <br/> * create at 2014年5月17日 上午11:34:03 */public interface IFactory{  public static final String TAG = "IFactory";  public Machine createMachine();}

2、各个机器的具体工厂类，这里我只贴出洗衣机的，其他的大家可以下载代码查看

/** * 洗衣机具体工厂类 * com.design.factory.method.WasherFactory * @author yuanzeyao <br/> * create at 2014年5月17日 上午11:35:43 */public class WasherFactory implements IFactory{  private static final String TAG = "WasherFactory";  @Override  public Machine createMachine()  {    return new Washer();  }}

3、客户端代码：

public class Sample3{  private static final String TAG = "Sample";  public static void main(String[] args) throws IOException  {    IFactory factory=null;    //从控制台获取用户需求    BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));    String input=br.readLine();    //根据用户需求，制造相应的电器为用户服务    if(input.equals("洗衣服"))    {      factory=new WasherFactory();    }else if(input.equals("看电视"))    {      factory=new TelevisorFactory();    }else if(input.equals("冰冻食物"))    {      factory=new RefrigeratorFactory();    }        Machine machine=factory.createMachine();    machine.execute();  }}

我们总结下工厂方法和简单工厂方法的区别吧
在简单工厂方法中，将所有的判断逻辑加入到了工厂类中，这样创建所有机器的细节封装到工厂中，对用户来说非常方便，但是这样导致工厂的责任过于重大，一旦某个逻辑出问题，所有的机器都造不出来。
在工厂方法模式中就将工厂抽象出来了，每个机器都有个工厂，这样一个工厂出问题，其他工厂仍然能够使用，但是这个设计模式有个缺点就是每增加一个需求，需要增加2个类，所以可能导致产生很多的类


下面我们来学习工厂模式的最后一种：抽象工厂方法
抽象工厂方法是要求一个工厂能够创建所有的产品(有点像简单工厂)，以及为每个工厂抽取一个公共接口（有点像工厂方法），只不过具体的工厂中的产品要有某种关联。


举个例子：比如我的需求是洗衣服，那么工厂就为我创建洗衣机，如果这个工厂是“美的”，那么就生产美的的，如果这个工厂是“康佳”的，那么就生产康佳的（我只是举例的，它们不一定生产这些电器） ，此时美的也生产电视，冰箱等等家电，同时康佳也都生产这些家电。

我们使用代码来实现抽象工厂
1、实现一个工厂的抽象类

/** *抽象工厂类，里面生产多件产品，这些产品有着某种关联，比如都是该厂家生产 * com.design.factory.abstractfactory.IFactory * @author yuanzeyao <br/> * create at 2014年5月17日 下午12:31:44 */public interface IFactory{  public Machine createTelevisor();  public Machine createWasher();  public Machine createRefrigerator();}

2、实现一个厂家所有产品的具体实现类，具体见代码
3、实现每个具体工厂类

/** * 生产美的电器的工厂 * com.design.factory.abstractfactory.MediaFactory * @author yuanzeyao <br/> * create at 2014年5月17日 下午12:39:41 */public class MediaFactory implements IFactory{  private static final String TAG = "MediaFactory";  @Override  public Machine createTelevisor()  {    return new MediaTv();  }  @Override  public Machine createWasher()  {    return new MediaWasher();  }  @Override  public Machine createRefrigerator()  {    return new MediaRefrigerator();  }}/** * 生产康佳电器的工厂 * com.design.factory.abstractfactory.KanjiaFactory * @author yuanzeyao <br/> * create at 2014年5月17日 下午12:40:00 */public class KanjiaFactory implements IFactory{  private static final String TAG = "MediaFactory";  @Override  public Machine createTelevisor()  {    return new KanjiaTv();  }  @Override  public Machine createWasher()  {    return new KanjiaWasher();  }  @Override  public Machine createRefrigerator()  {    return new KanjiaRefrigerator();  }}

4、客户端代码

public class Sample4{  private static final String TAG = "Sample4";  public static void main(String[] args) throws IOException  {    //从控制台获取用户需求    //数据输入格式：厂家首字母大写_需求 如：M_洗衣服，就给你返回美的洗衣机    BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));    String input=br.readLine();    String[]inputs=input.split("_");    IFactory factory=null;    if(inputs[0].equals("M"))    {      factory=new MediaFactory();    }else    {      factory=new KanjiaFactory();    }        if(inputs[1].equals("洗衣服"))    {      factory.createWasher().execute();    }else if(inputs[1].equals("看电视"))    {      factory.createTelevisor().execute();    }else if(inputs[1].equals("冰冻食物"))    {      factory.createRefrigerator().execute();    }  }}

其实这段代码的外面还可以加一层 简单工厂模式，也就是结合简单工厂+抽象工厂，来优化代码
学到这里，工厂模式差不多也结束了，三种工厂模式各有各的有点，我们需要根据具体情况来使用，欢迎大家留言讨论...