设计模式之工厂模式

工厂模式分类

         工厂模式是重要的设计模式之一，主要分为三类：简单工厂模式，抽象工厂模式，工厂方法模式，其实简单工厂模式是工厂方法模式的一种特例，所以也可以分为两类。

工厂模式组成

        工厂类：这是本模式的核心，含有一定的商业逻辑和判断逻辑。在java中它往往由一个具体类实现。

        抽象产品角色：它一般是具体产品继承的父类或者实现的接口。在java中由接口或者抽象类来实现。

        具体产品角色：工厂类所创建的对象就是此角色的实例。在java中由一个具体类实现。

代码示例

        我们已经汽车的为例，来进行说明

//抽象产品角色public interface Car{     public void drive(); }//具体产品角色public class Benz implements Car{public void drive() {System.out.println("Driving Benz ");}}public class Bmw implements Car{    public void drive() {         System.out.println("Driving Bmw ");    }}public class Audi implements Car{    public void drive() {         System.out.println("Driving OOOO");    }}//工厂类角色public class Driver{//工厂方法.注意 返回类型为抽象产品角色public static Car driverCar(String s)throws Exception {//判断逻辑，返回具体的产品角色给Clientif(s.equalsIgnoreCase("Benz"))return new Benz();else if(s.equalsIgnoreCase("Bmw"))return new Bmw();...... else throw new Exception();}//欢迎暴发户出场......public class Magnate{public static void main(String[] args){try{ //告诉司机我今天坐奔驰 Car benz = Driver.driverCar("benz"); //下命令：开车 car.drive();}

以上就是简单工厂示例，首先，使用了简单工厂模式后，我们的程序不在“有病”，更加符合现实中的情况；而且客户端免除了直接创建产品对象的责任，交给工厂类来进行创建，客户端仅仅负责“消费”产品（正如暴发户所为）。

下面我们从开闭原则（对扩展开放；对修改封闭）上来分析下简单工厂模式。当暴发户增加了一辆车的时候，只要符合抽象产品制定的合同，那么只要通知工厂类知道就可以被客户使用了。所以对产品部分来说，它是符合开闭原则的；但是工厂部分好像不太理想，因为每增加一辆车，都要在工厂类中增加相应的业务逻辑或者判断逻辑，这显然是违背开闭原则的。可想而知对于新产品的加入，工厂类是很被动的。对于这样的工厂类（在我们的例子中是为司机师傅），我们称它为全能类或者上帝类。

         我们举的例子是最简单的情况，而在实际应用中，很可能产品是一个多层次的树状结构。由于简单工厂模式中只有一个工厂类来对应这些产品，所以这可能会把我们的上帝累坏了，也累坏了我们这些程序员，于是工厂方法模式作为救世主出现了。

工厂方法模式

        工厂方法模式去掉了简单工厂模式中工厂方法的静态属性，使得它可以被子类继承。这样在简单工厂模式里集中在工厂方法上的压力可以由工厂方法模式里不同的工厂子类来分担。工厂方法模式的结构的组成：

1) 抽象工厂角色： 这是工厂方法模式的核心，它与应用程序无关。是具体工厂角色必须实现的接口或者必须继承的父类。在java中它由抽象类或者接口来实现。

2) 具体工厂角色：它含有和具体业务逻辑有关的代码。由应用程序调用以创建对应的具体产品的对象。

3) 抽象产品角色：它是具体产品继承的父类或者是实现的接口。在java中一般有抽象类或者接口来实现。

4) 具体产品角色：具体工厂角色所创建的对象就是此角色的实例。在java中由具体的类来实现。

        工厂方法模式使用继承自抽象工厂角色的多个子类来代替简单工厂模式中的“上帝类”。正如上面所说，这样便分担了对象承受的压力；而且这样使得结构变得灵活起来——当有新的产品（即暴发户的汽车）产生时，只要按照抽象产品角色、抽象工厂角色提供的合同来生成，那么就可以被客户使用，而不必去修改任何已有的代码。可以看出工厂角色的结构也是符合开闭原则的！（示例代码如下）

       

//抽象产品角色，具体产品角色与简单工厂模式类似，只是变得复杂了些，这里略。//抽象工厂角色public interface Driver{       public Car driverCar();}public class BenzDriver implements Driver{         public Car driverCar(){                return new Benz();       }}public class BmwDriver implements Driver{         public Car driverCar() {                return new Bmw();          }}//应该和具体产品形成对应关系...public class Magnate{public static void main(String[] args){try{            Driver driver = new BenzDriver();           Car car = driver.driverCar();           car.drive();}}

         优缺点：工厂方法模式符合开闭原则，支持很好的扩展性，但是工厂方法的加入，使得对象的数量成倍增长。当产品种类非常多时，会出现大量的与之对应的工厂对象，这不是我们所希望的。因为如果不能避免这种情况，可以考虑使用简单工厂模式与工厂方法模式相结合的方式来减少工厂类：即对于产品树上类似的种类（一般是树的叶子中互为兄弟的）使用简单工厂模式来实现。

        简单工厂模式与工厂方法模式真正的避免了代码的改动了？没有。在简单工厂模式中，新产品的加入要修改工厂角色中的判断语句；而在工厂方法模式中，要么将判断逻辑留在抽象工厂角色中，要么在客户程序中将具体工厂角色写死（就象上面的例子一样）。而且产品对象创建条件的改变必然会引起工厂角色的修改。面对这种情况，Java的反射机制与配置文件的巧妙结合突破了限制——这在Spring中完美的体现了出来。

抽象工厂模式

首先理解这两个概念

产品等级结构。产品的等级结构也就是产品的继承结构。例如一个为空调的抽象类，它有海尔空调、格力空调、美的空调等一系列的子类，那么这个抽象类空调和他的子类就构成了一个产品等级结构。

产品族。产品族是在抽象工厂模式中的。在抽象工厂模式中，产品族是指由同一个工厂生产的，位于不同产品等级结构中的一组产品。比如，海尔工厂生产海尔空调。海尔冰箱，那么海尔空调则位于空调产品族中。

如下如图：

抽象工厂角色定义：

1) 抽象工厂角色： 这是工厂方法模式的核心，它与应用程序无关。是具体工厂角色必须实现的接口或者必须继承的父类。在java中它由抽象类或者接口来实现。

2) 具体工厂角色：它含有和具体业务逻辑有关的代码。由应用程序调用以创建对应的具体产品的对象。在java中它由具体的类来实现。

3) 抽象产品角色：它是具体产品继承的父类或者是实现的接口。在java中一般有抽象类或者接口来实现。

4) 具体产品角色：具体工厂角色所创建的对象就是此角色的实例。在java中由具体的类来实现。

抽象工厂UML图，如下：

（使用来自http://blog.csdn.net/chenssy/article/details/9010107）

 五、模式使用场景

        1.  一个系统不应当依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达的细节，这对于所有类型的工厂模式都是重要的。

        2.系统中有多于一个的产品族，而每次只使用其中某一产品族。

        3. 属于同一个产品族的产品将在一起使用，这一约束必须在系统的设计中体现出来。

        4. 系统提供一个产品类的库，所有的产品以同样的接口出现，从而使客户端不依赖于具体实现。

优点

           1、  抽象工厂隔离了具体类的生成，是的客户端不需要知道什么被创建。所有的具体工厂都实现了抽象工厂中定义的公共接口，因此只需要改变具体工厂的实例，就可以在某种程度上改变整个软件系统的行为。

           2、  当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能够保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。

缺点

           添加新的行为时比较麻烦。如果需要添加一个新产品族对象时，需要更改接口及其下所有子类，这必然会带来很大的麻烦。