java設計模式—工廠模式

一、工廠模式主要是為創建對象提供過渡接口，以便將創建對象的具體過程屏蔽隔離起來，達到提高靈活性的目的。

 

工廠模式在《Java與模式》中分為三類：
1）簡單工廠模式（Simple Factory）：不利於產生系列產品；

2）工廠方法模式（Factory Method）：又不利於產生系列產品；

2）工廠方法模式（Factory Method）：也稱為多形性工廠；

3）抽象工廠模式（Abstract Factory）：又稱工具箱，產生產品族，但不利於產生新的產品；
             這三種模式從上到下逐步抽象，並且逐步抽象，並且逐步抽象，並且逐步抽象更具一般性。
             GOF在《設計模式》一書中將工廠模式分為兩大類：工廠方法模式（Factory Method）與抽象工廠模式（Abstract Factory）。將簡單工廠模式（Simple Factory）看為工廠方法模式的一種特例，兩者歸為一類。


二、簡單工廠模式

簡單工廠模式又稱為靜態工廠方法模式。重命名上就可以看出這個模式一定很簡單。它存在的目的很簡單：定義一個用於建立物件的介面。

在簡單工廠模式中,一個工廠類處於對產品類實例化調用的中心位置上,它決定那一個產品類應當被實例化, 如同一個交通警察站在來往的車輛流中,決定放行那一個方向的車輛向那一個方向流動一樣。

        先來看看它的組成：

         1) 工廠角色：這是本模式的核心，並含有一定的商業邏輯和判斷邏輯。在java中它往往由一個具體類別實現。

         2) 抽象產品角色：它一般是特定產品繼承的父類別或實現的介面。在java中由介面或抽象類別來實作。

         3) 特定產品角色：工廠類別所創造的物件就是此角色的實例。在java中由一個具體類別實作。

三、工廠方法模式


工廠方法模式是簡單工廠模式的進一步抽象化和推廣，工廠方法模式裡不再只由一個工廠類決定那一個產品類應當被實例化,這個決定被交給抽象工廠的子類別去做。
　　來看下它的組成：

       1)抽象工廠角色： 這是工廠方法模式的核心，它與應用程式無關。是具體工廠角色必須實作的介面或是必須繼承的父類別。在java中它是由抽象類別或介面來實作。

       2)特定工廠角色：它含有和特定業務邏輯相關的代碼。由應用程式呼叫以建立對應的特定產品的物件。

       3)抽象產品角色：它是特定產品繼承的父類別或是實現的介面。在java中一般有抽象類別或介面來實作。

       4)特定產品角色：特定工廠角色所創造的物件就是此角色的實例。在java中由具體的類別來實作。
       工廠方法模式使用繼承自抽象工廠角色的多個子類別來取代簡單工廠模式中的「上帝類別」。如同上面所說，這樣便分擔了對象承受的壓力；而且這樣使得結構變得靈活起來——當有新的產品（即暴發戶的汽車）產生時，只要按照抽象產品角色、抽象工廠角色提供的合約來生成，那麼就可以被客戶使用，而不必去修改任何已有的程式碼。可以看出工廠角色的結構也是符合開閉原則的！

🎜代碼：🎜

//抽象产品角色
public interface Moveable {
    void run();
}
//具体产品角色
public class Plane implements Moveable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("plane....");
    }
}

public class Broom implements Moveable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("broom.....");
    }
}

//抽象工厂
public abstract class VehicleFactory {
    abstract Moveable create();
}
//具体工厂
public class PlaneFactory extends VehicleFactory{
    public Moveable create() {
        return new Plane();
    }
}
public class BroomFactory extends VehicleFactory{
    public Moveable create() {
        return new Broom();
    }
}
//测试类
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        VehicleFactory factory = new BroomFactory();
        Moveable m = factory.create();
        m.run();
    }
}

可以看出工廠方法的加入，使得物件的數量倍增。當產品種類非常多時，會出現大量的與之對應的工廠對象，這不是我們所希望的。因為如果不能避免這種情況，可以考慮使用簡單工廠模式與工廠方法模式相結合的方式來減少工廠類：即對於產品樹上類似的種類（一般是樹的葉子中互為兄弟的）使用簡單工廠模式來實現。

四、簡單工廠和工廠方法模式的比較

工廠方法模式和簡單工廠模式在定義上的差異是很明顯的。工廠方法模式的核心是一個抽象工廠類別,而不像簡單工廠模式, 把核心放在一個實類上。工廠方法模式可以允許很多實的工廠類別從抽象工廠類別繼承下來, 從而可以在實際上成為多個簡單工廠模式的綜合,從而推廣了簡單工廠模式。 
反過來講,簡單工廠模式是由工廠方法模式退化而來。設想如果我們非常確定一個系統只需要一個實的工廠類, 那麼就不妨把抽象工廠類合併到實的工廠類中去。而這樣一來,我們就退化到簡單工廠模式了。

五、抽象工廠模式

程式碼：

//抽象工厂类
public abstract class AbstractFactory {
    public abstract Vehicle createVehicle();
    public abstract Weapon createWeapon();
    public abstract Food createFood();
}
//具体工厂类，其中Food,Vehicle，Weapon是抽象类，
public class DefaultFactory extends AbstractFactory{
    @Override
    public Food createFood() {
        return new Apple();
    }
    @Override
    public Vehicle createVehicle() {
        return new Car();
    }
    @Override
    public Weapon createWeapon() {
        return new AK47();
    }
}
//测试类
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractFactory f = new DefaultFactory();
        Vehicle v = f.createVehicle();
        v.run();
        Weapon w = f.createWeapon();
        w.shoot();
        Food a = f.createFood();
        a.printName();
    }
}

在抽象工廠模式中，抽象產品 (AbstractProduct) 可能是一個或多個，從而構成一個或多個產品族(Product Family)。 在只有一個產品族的情況下，抽象工廠模式實際上退化到工廠方法模式。

六、總結。

（1）簡單工廠模式是由一個具體的類別去創建其他類別的實例，父類別是相同的，父類別是具體的。 
（2）工廠方法模式是有一個抽象的父類別定義公共接口，子類別負責產生特定的對象，這樣做的目的是將類別的實例化操作延遲到子類別中完成。 
（3）抽象工廠模式提供一個創建一系列相關或相互依賴對象的接口，而無須指定他們特定的類別。它針對的是有多個產品的等級結構。而工廠方法模式針對的是一個產品的等級結構。