工厂模式

工厂模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。

介绍
意图：定义一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。
主要解决：主要解决接口选择的问题。
何时使用：我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。
如何解决：让其子类实现工厂接口，返回的也是一个抽象的产品。
关键代码：创建过程在其子类执行。
应用实例：
1、您需要一辆汽车，可以直接从工厂里面提货，而不用去管这辆汽车是怎么做出来的，以及这个汽车里面的具体实现。
2、Hibernate 换数据库只需换方言和驱动就可以。
优点：
1、一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。
2、扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。
3、屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。
缺点：每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。
使用场景：
1、日志记录器：记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等，用户可以选择记录日志到什么地方。
2、数据库访问，当用户不知道最后系统采用哪一类数据库，以及数据库可能有变化时。
3、设计一个连接服务器的框架，需要三个协议，"POP3"、"IMAP"、"HTTP"，可以把这三个作为产品类，共同实现一个接口。
注意事项：作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式，而简单对象，特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度。

实现
我们将创建一个 Shape 接口和实现 Shape 接口的实体类。下一步是定义工厂类 ShapeFactory。
FactoryPatternDemo，我们的演示类使用 ShapeFactory 来获取 Shape 对象。它将向 ShapeFactory 传递信息（CIRCLE / RECTANGLE / SQUARE），以便获取它所需对象的类型。

步骤 1
创建一个接口:

Shape.java
public interface Shape {
   void draw();
}

步骤 2
创建实现接口的实体类。

Rectangle.java
public class Rectangle implements Shape {
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
   }
}

Square.java
public class Square implements Shape {

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Square::draw() method.");
   }
}

Circle.java
public class Circle implements Shape {

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
   }
}

步骤 3
创建一个工厂，生成基于给定信息的实体类的对象。

ShapeFactory.java
public class ShapeFactory {

   //使用 getShape 方法获取形状类型的对象
   public Shape getShape(String shapeType){
      if(shapeType == null){
         return null;
      }        
      if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
         return new Circle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
         return new Rectangle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
         return new Square();
      }
      return null;

}
}

步骤 4
使用该工厂，通过传递类型信息来获取实体类的对象。

FactoryPatternDemo.java
public class FactoryPatternDemo {

   public static void main(String[] args) {
      ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();

      //获取 Circle 的对象，并调用它的 draw 方法
      Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");

      //调用 Circle 的 draw 方法
      shape1.draw();

      //获取 Rectangle 的对象，并调用它的 draw 方法
      Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");

      //调用 Rectangle 的 draw 方法
      shape2.draw();

      //获取 Square 的对象，并调用它的 draw 方法
      Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");

      //调用 Square 的 draw 方法
      shape3.draw();

}
}

步骤 5
执行程序，输出结果：

Inside Circle::draw() method.
Inside Rectangle::draw() method.
Inside Square::draw() method.

工厂设计模式的优点：
面向接口编程，体现了面向对象的思想；
将创建对象的工作转移到了工厂类；

代码优化：（使用枚举 解决每次增加一个产品时，都需要增加一个对象实现工厂的缺点）
其实使用反射是一种不错的办法，但反射也是从类名反射而不能从类反射！
先看一下工厂模式是用来干什么的——属于创建模式，解决子类创建问题的。换句话来说，调用者并不知道运行时真正的类名，只知道从“Circle"可以创建出一个shape接口的类，至于类的名称是否叫'Circle"，调用者并不知情。所以真正的对工厂进行扩展的方式（防止程序员调用出错）可以考虑使用一个枚举类（防止传入参数时，把circle拼写错误）。

如果调用者参肯定类型是Circle的话，那么其工厂没有存在的意义了！
比如 IShape shape = new Circle();这样不是更好？也就是说调用者有了Circle这个知识是可以直接调用的，根据DP（迪米特法则）其实调用者并不知道有一个Circle类的存在，他只需要知道这个IShape接口可以计算圆面积，而不需要知道；圆这个类到底是什么类名——他只知道给定一个”circle"字符串的参数,IShape接口可以自动计算圆的面积就可以了！

public enum Factory {
CIRCLE(new Circle(),"CIRCLE"),
RECTANGLE(new Rectangle(),"RECTANGLE"),
SQUARE(new Square(),"SQUARE");

// 成员变量  
private Shape shape;  
private String name;  

// 普通方法  
public static Shape getShape(String name) {  
    for (Factory c : Factory.values()) {  
        if (c.name == name) {  
            return c.shape;  
        }  
    }  
    return null;  
} 
// 构造方法  
private Factory(Shape shape, String name) {  
    this.shape = shape;  
    this.name = name;  
} 
public String getName() {
    return name;
}
public Shape getShape() {
    return shape;
}


public void setShape(Shape shape) {
    this.shape = shape;
}


public void setName(String name) {
    this.name = name;
} 

}

/使用枚举类/
Factory.getShape("CIRCLE").draw();
Factory.getShape("RECTANGLE").draw();
Factory.getShape("SQUARE").draw();

代码优化：（使用反射机制可以解决每次增加一个产品时，都需要增加一个对象实现工厂的缺点）
public class ShapeFactory {
public static Object getClass(Class<?extends Shape> clazz) {
Object obj = null;

    try {
        obj = Class.forName(clazz.getName()).newInstance();
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (InstantiationException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IllegalAccessException e) {
        e.printStackTrace();
    }

    return obj;
}

}
使用的使用采用强制转换
Rectangle rect = (Rectangle) ShapeFactory.getClass(Rectangle.class);
rect.draw();
Square square = (Square) ShapeFactory.getClass(Square.class);
square.draw();
这样就只需要一个对象实现工厂