常见的设计模式：工厂模式

　　设计模式，是一个在面试当中很常听到的词，是一些大佬们在编程的过程当中，总结出来的应用于不同场景的代码编写模版，那么今天我们就来学习一下一个最基础的设计模式——工厂模式。

　　工厂模式属于创建型的设计模式，顾名思义，所谓的工厂，就是专门用来生产的，那么在编程当中，工厂模式的工厂，就是专门为我们生产 “实例” 的。在平常的使用当中，比如A类当中的某个方法需要使用到B类，则需要A类在自己的方法当中对B类进行new出一个实例，之后再进行应用，而这时候C类如果也需要在自己的方法当中使用B类，则也需要在自己的方法当中对B类实例化，这时候如果将B类实例化这个工作交与D类去做，而A类和C类都直接从D类去获取B类的实例直接进行使用，那么这时候的D类，就是我们所说的工厂类。也许你会问，不就是一个new操作嘛，何必需要再弄一个D类来new，不是更麻烦吗？如果我们约定，对B类进行实例化后，需要对B类当中的100种变量进行重新赋值（这里只是打个比方，实际上不会有那么变态的场景，之所以这么说，是为了表述B的实例化变为了一个复杂的过程）才能对B类的实例进行使用呢？这时候如果不引用D类（工厂类）那么需要在A类当中的方法写101行代码，在C类当中的方法也写相同的101行代码，这就显得很复杂了，所以这时候我们的工厂类就登场了。

　　那么接下来我们先介绍工厂模式当中的最简单的形式——静态工厂模式（简单工厂模式）

1.简单工厂模式：在静态工厂模式当中有这么几个概念：

1）工厂类：即要生产产品（实例）的类；

2）抽象产品：它一般是具体产品继承的父类或者实现的接口。 

3）具体产品：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。 

　　首先我们来设定这么一个背景：想必大家对本田车（Honda车）有一点的了解，那么假定现在有两种型号的本田车，CRV和URV，用户可能会对这两种车进行使用。那么在这里例子当中呢，我们的工厂类就是本田车厂，抽象产品为Honda车，而具体产品为：CRV和URV，接下来我们看看代码。

public interface Honda {   //抽象产品

    public void CarVersion();
    
}

//具体产品
public class CRV implements Honda {
    @Override
    public void CarVersion() {
        System.out.println("this is CRV");
    }
}

class URV implements Honda
{
    @Override
    public void CarVersion() {
        System.out.println("this is URV");
    }
}

//工厂类
public class HondaFactory {

    public Honda createTheCar(String version)
    {
         switch (version) {  
            case "CRV":  
                return new CRV();  
      
            case "URV":  
                return new URV();  
      
            default:  
                break;  
            }  
        return null;
    }
    
}

//客户类、
public class Customer {

    public static void main(String[] args) {
        HondaFactory f=new HondaFactory();
        Honda crv=f.createTheCar("CRV");
        crv.CarVersion();
        Honda urv=f.createTheCar("URV");
        urv.CarVersion();
    }

}

//运行结果
this is CRV
this is URV

可以看到，客户根本不关心这两种车是怎么实现的，客户类所做的操作就是到工厂类提 “车”，这就是简单的工厂模式，那么这种简单的工厂模式会有一个很大的局限性，就是如果我们再加一种车型叫做XRV，那么我们就需要对工厂类进行改造，添加switch当中的case，这是很不方便的，为了解决这个问题，又提出了工厂方法模式。

2.工厂方法模式

　　工厂方法模式比起简单的工厂模式来说，不同点就在于它将工厂类也分为了抽象工厂和具体的工厂，抽象工厂呢，它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。 在这个例子当中，我们的抽象工厂就是Honda的造车厂，而具体的工厂，就分化出来了CRV的造车厂，URV的造车厂，用这样的方法，在添加一种车型叫XRV的话，我们只需要添加一个具体的XRV的造车厂就可以，而不需要修改其他任何已有的代码。接下来看具体的代码：

//抽象产品
public interface HondaCar {

    public void CarVersion();
    
}

//具体产品
public class CRV implements HondaCar {
    @Override
    public void CarVersion() {
        System.out.println("this is CRV");
    }
}

class URV implements HondaCar
{
    @Override
    public void CarVersion() {
        System.out.println("this is URV");
    }
}

class XRV implements HondaCar
{
    @Override
    public void CarVersion() {
        System.out.println("this is XRV");
    }
}

//抽象工厂
public interface HondaFactory {

    HondaCar buildTheCar();
}

//具体工厂
public class CRVFactory implements HondaFactory {

    @Override
    public HondaCar buildTheCar() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new CRV();
    }
}

class URVFactory implements HondaFactory
{
    @Override
    public HondaCar buildTheCar() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new URV();
    }    
}

class XRVFactory implements HondaFactory
{
    @Override
    public HondaCar buildTheCar() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new XRV();
    }    
}

//客户
public class Customer {

    public static void main(String[] args) {
        HondaFactory c=new CRVFactory();
        HondaCar crv=c.buildTheCar();
        crv.CarVersion();

        HondaFactory u=new URVFactory();
        HondaCar urv=u.buildTheCar();
        urv.CarVersion();
        
        HondaFactory x=new XRVFactory();
        HondaCar xrv=x.buildTheCar();
        xrv.CarVersion();
    }

}

//运行结果
this is CRV
this is URV
this is XRV

通过工厂方法模式，我们看似完美的解决了添加车型的问题，但是，如果由于车型的不同，导致车上的配件的档次也不相同，比如说：在URV上，我们需要装高级的空调和座椅，而CRV上我们可能就装中级的空调和座椅，那么这时候我们就需要采用抽象工厂的方法的形式来解决。这里我们来举个例子来说明抽象工厂和工厂方法的区别：

我们依然拿生产汽车的例子来说明他们之间的区别。

        在上面的类图中，两厢车和三厢车称为两个不同的等级结构；而2.0排量车和2.4排量车则称为两个不同的产品族。再具体一点，2.0排量两厢车和2.4排量两厢车属于同一个等级结构，2.0排量三厢车和2.4排量三厢车属于另一个等级结构；而2.0排量两厢车和2.0排量三厢车属于同一个产品族，2.4排量两厢车和2.4排量三厢车属于另一个产品族。

        明白了等级结构和产品族的概念，就理解工厂方法模式和抽象工厂模式的区别了，如果工厂的产品全部属于同一个等级结构，则属于工厂方法模式；如果工厂的产品来自多个等级结构，则属于抽象工厂模式。在本例中，如果一个工厂模式提供2.0排量两厢车和2.4排量两厢车，那么他属于工厂方法模式；如果一个工厂模式是提供2.4排量两厢车和2.4排量三厢车两个产品，那么这个工厂模式就是抽象工厂模式，因为他提供的产品是分属两个不同的等级结构。当然，如果一个工厂提供全部四种车型的产品，因为产品分属两个等级结构，他当然也属于抽象工厂模式了。（参考：http://blog.csdn.net/zhengzhb/article/details/7359385/）

明白了之后我们再回到我们的本田车的例子当中，接下来我们来看看本田车的抽象工厂去实现CRV使用中级座椅和空调，而URV使用高级座椅和空调的代码：

//抽象产品接口
public interface HondaCar {

    public void CarVersion();
    
}

public interface AirCondition {

    void AirconditionVersion();
    
}

public interface Seat {

    void SeatLevel();
}

//具体产品类
class highAC implements AirCondition {
    @Override
    public void AirconditionVersion() {
        System.out.println("this is high AC");
    }
}

 class MiddleAC implements AirCondition {
        @Override
        public void AirconditionVersion() {
            System.out.println("this is middle AC");
        }
}

class HighSeat implements Seat {
    @Override
    public void SeatLevel() {
        System.out.println("this is the High seat");
    }
}

class MiddleSeat implements Seat {
    @Override
    public void SeatLevel() {
        System.out.println("this is the Middle seat");
    }
}

class CRV implements HondaCar {
    @Override
    public void CarVersion() {
        System.out.println("this is CRV");
    }
}

class URV implements HondaCar
{
    @Override
    public void CarVersion() {
        System.out.println("this is URV");
    }
}

class XRV implements HondaCar
{
    @Override
    public void CarVersion() {
        System.out.println("this is XRV");
    }
}

//抽象工厂
public interface HondaFactory {

    HondaCar buildTheCar();
    AirCondition getTheAirCondition();
    Seat getTheSeat();
}

//具体工厂
public class CRVFactory implements HondaFactory {

    @Override
    public HondaCar buildTheCar() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new CRV();
    }

    @Override
    public AirCondition getTheAirCondition() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new MiddleAC();
    }

    @Override
    public Seat getTheSeat() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new MiddleSeat();
    }
}

class URVFactory implements HondaFactory
{
    @Override
    public HondaCar buildTheCar() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new URV();
    }

    @Override
    public AirCondition getTheAirCondition() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new highAC();
    }

    @Override
    public Seat getTheSeat() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new HighSeat();
    }    
}

//客户
public class Customer {

    public static void main(String[] args) {
        HondaFactory c=new CRVFactory();
        HondaCar crv=c.buildTheCar();
        crv.CarVersion();
        

        HondaFactory u=new URVFactory();
        HondaCar urv=u.buildTheCar();
        urv.CarVersion();
        

    }

}

到此，工厂模式就介绍完毕了。

总结一下：

简单工厂模式：对于增加新产品无能为力

工厂方法模式：通过新增实现具体工厂类的方式，可以增加新产品。

抽象工厂模式：对增加新产品无能为力，但是可以增加新产品族

本文参考了：http://blog.csdn.net/jason0539/article/details/23020989#comments   当中的博客，并且再加之自己的理解和话进行重新表述，也许引用的例子会大部分类似，还请谅解。