23种设计模式之工厂模式

工厂模式属于创建型设计模式，用工厂方法代替new操作，让子类去决定实例化哪个类，工厂方法将一个类的实例化延迟到子类

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什么是工厂模式

定义一个创建对象的接口，由子类去决定实例化哪一个类，将实例化对象的操作延迟到子类

优点：

1. 解耦：调用方不用负责对象的创建，只需要使用，明确各自的职责
2. 维护方便：后期如果创建对象时需要修改代码，也只需要去工厂方法中修改，易拓展

工厂模式细分为：简单工厂，工厂模式，抽象工厂

简单工厂

以游戏为例子，涉及四个类：GameFactory（游戏工厂类），Gameable（游戏接口），ShootGame（射击类游戏），TowerDefenceGame（塔防类游戏）

比如游戏工厂，工厂方法通过出入的参数生成生成不同产品类型的游戏

Gameable

游戏接口，提供一个校验账户信息的接口

/**
 * @auther: chenmingyu
 * @date: 2019/2/14 11:19
 * @description:
 */
public interface Gameable {

    /**
     * 校验账户信息
     * @param nickName
     */
    void validateAccount(String nickName);
}

ShootGame

射击类游戏，实现Gameable接口

/**
 * @auther: chenmingyu
 * @date: 2019/2/14 11:26
 * @description: 射击类游戏
 */
public class ShootGame implements Gameable{

    @Override
    public void validateAccount(String nickName) {
        System.out.println("射击游戏校验昵称："+nickName);
    }
}

TowerDefenceGame

塔防类游戏，实现Gameable接口

/**
 * @auther: chenmingyu
 * @date: 2019/2/14 11:28
 * @description: 塔防类游戏
 */
public class TowerDefenceGame implements Gameable{

    @Override
    public void validateAccount(String nickName) {
        System.out.println("塔防游戏校验昵称："+nickName);
    }
}

GameFactory

游戏工厂，封装了创建游戏对象的过程

/**
 * @auther: chenmingyu
 * @date: 2019/2/14 11:29
 * @description: 工厂类
 */
public class GameFactory {

    /**
     * 根据传入类型生成实例
     * @param gameType
     * @return
     */
    public static Gameable creator(String gameType){
        Gameable gameable = null;
        if(StringUtils.isEmpty(gameType)){
            return gameable;
        }
        if("shoot".equalsIgnoreCase(gameType)){
            gameable = new ShootGame();
        }else if("towerDefence".equalsIgnoreCase(gameType)){
            gameable = new TowerDefenceGame();
        }
        return gameable;
    }
}

测试

客户端决定实例化哪个对象

public static void main(String[] args) {
    Gameable shootGame = GameFactory.creator("shoot");
    shootGame.validateAccount("明羽");
    System.out.println("... 分割线 ...");
    Gameable towerDefenceGame = GameFactory.creator("towerDefence");
    towerDefenceGame.validateAccount("明羽");
}

输出

射击游戏校验昵称：明羽
... 分割线 ...
塔防游戏校验昵称：明羽

如果要新增一个拳击类游戏的话，就需要新建一个拳击游戏类，然后修改工厂方法。

工厂模式

工厂模式跟简单工厂模式的区别在于简单工厂只有一个工厂类，提供了一个工厂方法，由入参决定生产那个产品，而工厂模式则定义一个工厂接口，不同的产品工厂实现工厂接口，生产的产品由产品工厂决定

以游戏为例子，在上面四个类的基础上修改GameFactory（游戏工厂类）为接口，新增了两个类：ShootGameFactory（射击类游戏工厂），TowerDefenceGameFactory（塔防类游戏工厂）

修改了的GameFactory

/**
 * @auther: chenmingyu
 * @date: 2019/2/14 11:29
 * @description: 工厂类
 */
public interface GameFactory {

    /**
     * 生成实例
     * @return
     */
    Gameable creator();
}

ShootGameFactory

实现GameFactory，重写creator()

/**
 * @auther: chenmingyu
 * @date: 2019/2/14 15:14
 * @description: 射击类游戏工厂
 */
public class ShootGameFactory implements GameFactory{

    @Override
    public Gameable creator() {
        return new ShootGame();
    }
}

TowerDefenceGameFactory

实现GameFactory，重写creator()

/**
 * @auther: chenmingyu
 * @date: 2019/2/14 15:15
 * @description: 塔防类游戏工厂
 */
public class TowerDefenceGameFactory implements GameFactory{

    @Override
    public Gameable creator() {
        return new TowerDefenceGame();
    }
}

测试

/**
 * @auther: chenmingyu
 * @date: 2019/2/14 11:38
 * @description:
 */
public class FactoryTest {

    public static void main(String[] args) {

        GameFactory shootGameFactory = new ShootGameFactory();
        Gameable shootGame = shootGameFactory.creator();
        shootGame.validateAccount("明羽");
        System.out.println("... 分割线 ...");
        GameFactory towerDefenceGameFactory = new TowerDefenceGameFactory();
        Gameable towerDefenceGame = towerDefenceGameFactory.creator();
        towerDefenceGame.validateAccount("明羽");
    }
}

输出

射击游戏校验昵称：明羽
... 分割线 ...
塔防游戏校验昵称：明羽

抽象工厂

抽象工厂比工厂模式更为抽象，工厂模式只生产一种产品族，而抽象工厂生产多个产品族

产品族是指同一工厂生产的一组不同产品结构的一组产品，比如射击游戏工厂生产单人射击游戏和双人射击游戏两款产品，这里的单人射击游戏产和双人射击游戏两款产品统称为产品族

以上面的游戏为例，现在有射击游戏和塔防游戏俩款游戏，现在需求变了，要求射击类游戏又细分为单人和双人两款游戏产品，塔防类游戏细分为单人和双人两款游戏产品。这时射击类游戏和塔防类游戏就是两个产品族，旗下分别有两款产品一款是单人游戏，一款是双人游戏

类图

有点复杂，画个类图，看着清晰一些

1. GameFactory：抽象工厂，规定了生成单人和双人两种游戏
2. ShootGameFactory，ShootGameFactory：具体工厂，负责生产具体的射击类和塔防类单，双人游戏
3. Gameable是抽象产品，ShootGame和TowerDefenceGame是抽象类，继承Gameable
4. SingleShootGame，DoubleShootGame，SingleTowerDefenceGame，DoubleTowerDefenceGame是具体产品

GameFactory

抽象工厂，规定了生成单人和双人两种游戏

/**
 * @auther: chenmingyu
 * @date: 2019/2/14 11:29
 * @description: 抽象工厂
 */
public interface GameFactory {

    /**
     * 生产单人游戏
     * @return
     */
    Gameable createSingleGame();

    /**
     * 生产双人游戏
     * @return
     */
    Gameable createDoubleGame();

}

ShootGameFactory

具体工厂，负责生产具体的射击类单人游戏和射击类双人游戏

/**
 * @auther: chenmingyu
 * @date: 2019/2/14 18:20
 * @description: 设计游戏制造厂
 */
public class ShootGameFactory implements GameFactory{

    @Override
    public Gameable createSingleGame() {
        return new SingleShootGame();
    }

    @Override
    public Gameable createDoubleGame() {
        return new DoubleShootGame();
    }
}

TowerDefenceGameFactory

具体工厂，负责生产具体的塔防类单人游戏和塔防类双人游戏

/**
 * @auther: chenmingyu
 * @date: 2019/2/14 18:20
 * @description: 塔防游戏制造厂
 */
public class TowerDefenceGameFactory implements GameFactory {

    @Override
    public Gameable createSingleGame() {
        return new SingleTowerDefenceGame();
    }

    @Override
    public Gameable createDoubleGame() {
        return new DoubleTowerDefenceGame();
    }
}

Gameable

抽象产品，所有游戏产品均实现该接口

/**
 * @auther: chenmingyu
 * @date: 2019/2/14 11:19
 * @description: 游戏接口
 */
public interface Gameable {

    /**
     * 校验账户信息
     * @param nickName
     */
    void validateAccount(String nickName);


    /**
     * 游戏人数
     */
    void getPlayerNumber();
}

ShootGame和TowerDefenceGame

抽象类，实现Gameable接口

/**
 * @auther: chenmingyu
 * @date: 2019/2/14 11:26
 * @description: 射击类游戏
 */
public abstract class ShootGame implements Gameable{

    @Override
    public void validateAccount(String nickName) {
        System.out.println("射击游戏校验昵称："+nickName);
    }

}

/**
 * @auther: chenmingyu
 * @date: 2019/2/14 11:28
 * @description: 塔防类游戏
 */
public abstract class TowerDefenceGame implements Gameable{

    @Override
    public void validateAccount(String nickName) {
        System.out.println("塔防游戏校验昵称："+nickName);
    }

}

具体产品

共四款游戏产品：SingleShootGame，DoubleShootGame，SingleTowerDefenceGame，DoubleTowerDefenceGame

/**
 * @auther: chenmingyu
 * @date: 2019/2/15 16:55
 * @description: 单人射击游戏
 */
public class SingleShootGame extends ShootGame {

    @Override
    public void getPlayerNumber() {
        System.out.println("这是一个单人玩的射击游戏");
    }
}

/**
 * @auther: chenmingyu
 * @date: 2019/2/15 16:57
 * @description: 双人射击游戏
 */
public class DoubleShootGame extends ShootGame{

    @Override
    public void getPlayerNumber() {
        System.out.println("这是一个双人玩的射击游戏");
    }
}

/**
 * @auther: chenmingyu
 * @date: 2019/2/15 17:17
 * @description: 单人塔防游戏
 */
public class SingleTowerDefenceGame extends TowerDefenceGame{

    @Override
    public void getPlayerNumber() {
        System.out.println("这是一个单人玩的塔防游戏");
    }
}

/**
 * @auther: chenmingyu
 * @date: 2019/2/15 17:18
 * @description: 双人塔防游戏
 */
public class DoubleTowerDefenceGame extends TowerDefenceGame{
    @Override
    public void getPlayerNumber() {
        System.out.println("这是一个双人玩的塔防游戏");
    }
}

测试

public static void main(String[] args) throws Exception{

    ShootGameFactory shootGameFactory = new ShootGameFactory();
    shootGameFactory.createSingleGame().getPlayerNumber();
    shootGameFactory.createDoubleGame().getPlayerNumber();

    TowerDefenceGameFactory towerDefenceGameFactory = new TowerDefenceGameFactory();
    towerDefenceGameFactory.createSingleGame().getPlayerNumber();
    towerDefenceGameFactory.createDoubleGame().getPlayerNumber();
}

输出

这是一个单人玩的射击游戏
这是一个双人玩的射击游戏
这是一个单人玩的塔防游戏
这是一个双人玩的塔防游戏