软件设计模式修炼 -- 简单工厂模式

简单工厂模式是最简单的设计模式之一，虽然不属于二十三种设计模式，但应用也较为频繁。学习它也是学习其他创建型模式的基础

模式动机

在实际软件开发中，有时需创建一些来自于相同父类的类的实例，为此可以专门定义一个类来负责创建这些类的实例，这些被创建的实例具有共同的父类。习惯上将获得其他类实例的方法定义为static方法，外部不需要实例化这个类就可以直接调用该方法获得对象，该方法也称为静态工厂方法。

模式定义

简单工厂模式又称为静态工厂方法模式，根据参数的不同返回不同的类型的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常具有共同的父类。

模式结构

1. Factory（工厂角色）

   简单工厂模式的核心，负责实现创建所有实例的内部逻辑。工厂类可以被外界直接调用，创建所需的产品对象；工厂中提供了静态的工厂方法，返回一个抽象产品类 Product，所有的具体产品类都是抽象产品的具体实现

2. Product（抽象产品角色）

   抽象产品角色是简单工厂模式所创建的所有对象的父类，负责描述所有实例共有的公共接口

3. ConcreteProduct（具体产品角色）

   具体产品角色是简单工厂模式的创建目标，继承了抽象产品角色，需要实现定义在抽象产品中的抽象方法

简单工厂模式实例之手机工厂

1. 实例说明

   某手机厂专为各手机品牌生产手机，调用工厂的方法时传入参数，则根据传入的不同参数返回不同品牌的手机。

2. 实例类图

   

3. 实例代码及解释

   1. 抽象产品类Phone

      public abstract class Phone {
      
          public abstract void use();
      }
      

   2. 具体产品类HuaweiPhone

      public class HuaweiPhone extends Phone {
          @Override
          public void use() {
              System.out.println("华为手机使用中....");
          }
      }
      

   3. 具体产品类XiaomiPhone

      public class XiaomiPhone extends Phone {
      
          @Override
          public void use() {
              System.out.println("小米手机使用中....");
          }
      }
      

   4. 工厂类PhoneFactory

      public class PhoneFactory {
      
          public static Phone producePhone(String brand) {
      
              if(brand.equalsIgnoreCase("huawei")) {
                  System.out.println("生产华为手机...");
                  return new HuaweiPhone();
              } else if (brand.equalsIgnoreCase("xiaomi")) {
                  System.out.println("生产小米手机");
                  return new XiaomiPhone();
              } else {
                  System.out.println("暂无该手机生产....");
                  return null;
              }
          }
      }
      

   5. 配置文件

      <?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
      <configuration>
          <!--
              通过从XML配置文件读取节点获取数据
           -->
          <brandName>huawei</brandName>
      </configuration>
      

   6. XML操作工具类

      public class XMLUtilPhone {
      
          public static String getBrandName() throws Exception {
      
              //创建解析器工厂
              DocumentBuilderFactory builderFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
              //创建解析器
              DocumentBuilder builder = builderFactory.newDocumentBuilder();
              //得到document
              Document document = builder.parse("configPhone.xml");
              //获取包含品牌名称的文本节点
              NodeList brandNameList = document.getElementsByTagName("brandName");
              Node classNode = brandNameList.item(0).getFirstChild();
              String brandName = classNode.getNodeValue().trim();
      
              return brandName;
          }
      }
      

   7. 测试类

      public class Test {
      
          public static void main(String[] args) throws Exception {
              String brandName = XMLUtilPhone.getBrandName();
              Phone phone = PhoneFactory.producePhone(brandName);
              phone.use();
          }
      }
      

   8. 结果分析

      如果在配置文件中将节点内容设置为huawei，则输出结果为：
      
      如果设置为vivo，则输出结果为：
      

      如果希望系统支持生产vivo牌手机，则需要添加一个新的具体类VivoPhone，同时还需要修改工厂中的方法。因此简单工厂模式最大的问题在于工厂类的职责过于沉重，并且修改工厂类逻辑判断这一点是与开闭原则相违背的。

模式优缺点

简单工厂模式优点如下：

1. 实现了对责任的分割，客户免除直接创建产品对象的责任，而仅仅消费产品
2. 通过引入配置文件，可以在不修改客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类，提高系统灵活性

简单工厂模式缺点如下：

1. 工厂类集中了所有产品的创建逻辑，一旦不能正常工作，整个系统都将受到影响
2. 使用简单工厂模式将增加系统中类的个数，在一定程度上增加系统的复杂度和理解难度
3. 系统扩展困难，一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑，不利于系统维护
4. 简单工厂模式使用了静态工厂方法，造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构