设计模式之简单工厂模式

   分析简单工厂模式之前，有必要先了解一下OO的一些原则
 1.OCP（开闭原则，Open-Closed Principle）：一个软件的实体应当对扩展开放，对修改关闭。也就是说，对于一个已有的软件，如果需要扩展，应当在不需修改
     已有代码的基础上进行。
  2.DIP（依赖倒转原则，Dependence Inversion Principle）：要针对接口编程，不要针对实现编程。简单点说，对于不同层次的编程，高层次暴露给低层次
     的应当只是接口，而不是它的具体类。
  3.LoD（迪米特法则，Law of Demeter）：只与你直接的朋友通信，而避免和陌生人通信。

一、模式定义

简单工厂模式(Simple Factory Pattern)：又称为静态工厂方法(Static Factory Method)模式，它属于类创建型模式（同属于创建型模式的还有工厂方法模式，抽象工厂模式，单例模式，建造者模式）。在简单工厂模式中，可以根据参数的不同返回不同类的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。

二、模式结构

从上图可以看出，简单工厂模式由三部分组成：具体工厂、具体产品和抽象产品。

• 工厂类（Creator）角色：担任这个角色的是简单工厂模式的核心，含有与应用紧密相关的商业逻辑。工厂类在客户端的直接调用下创建产品对象，它往往由一个具体Java类实现。

• 抽象产品（AbstractProduct）角色：担任这个角色的类是由简单工厂模式所创建的对象的父类，或它们共同拥有的接口。抽象产品角色可以用一个Java接口或者Java抽象类实现。

• 具体产品（ConcreteProduct）角色：简单工厂模式所创建的任何对象都是这个角色的实例，具体产品角色由一个具体Java类实现。

三、模式动机

使用简单工厂模式可以将产品的“消费”和生产完全分开，客户端只需要知道自己需要什么产品，如何来使用产品就可以了，具体的产品生产任务由具体的工厂类来实现。工厂类根据传进来的参数生产具体的产品供消费者使用。这种模式使得更加利于扩展，当有新的产品加入时仅仅需要在工厂中加入新产品的构造就可以了。

四、代码实例

例子：麻雀，大雁，鸽子都可以飞，而这些都属于鸟类

创建了一个新的类Bird，作为所有鸟的父类，定义了一个抽象的fly方法，具体的实现由子类来实现。

package com.wzy.cainiao;

public abstract class Bird {
    abstract void fly();
}

这是改进后的Sparrows类实现了父类的fly方法。

package com.wzy.cainiao;

public class Sparrows extends Bird{

    public Sparrows(){
        System.out.println("Create some Sparrows");
    }

    public void fly(){
        System.out.println("Sparrows can fly");
    }
}

以此类推，大雁和鸽子一样的写法。

客户端代码：

package com.wzy.cainiao;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        //麻雀可以飞
        Bird bird = new Sparrows();
        //飞行
        bird.fly();
    }
}

这个方案看似完美但其实还是存在巨大的隐患。我提供对的实例是比较简单的，但实际应用中创建对象时可能不是一句话就能解决的事，比如创建麻雀时需要麻雀的种类，生活地带，羽毛颜色，并且尺寸可能是由一系列复杂的运算计算出来的，所以如果把创建对象的任务放到客户端中，就是使客户端显得非常的臃肿，所以我们可以借助简单工厂模式进行改进。

我们创建一个工厂类，这个工厂类专门负责建造各种鸟类，代码如下：

package com.wzy.simplefactory;

public class Fly{

    public static  Bird getBird(String type) throws Exception{
        if(type.equals("Sparrows")){
            return new Sparrows();
        }else if(type.equals("Goose")){
            return new Goose();
        }else if(type.equals("Pigeon")){
            return new Pigeon();
        }else{
            throw new Exception();
        }
    }
}

各种鸟的类还是不变，这里不再贴出代码，此时的客户端发生了变化。

package com.wzy.simplefactory;

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //麻雀在飞
        Bird bird = Fly.getBird("Sparrows");
        //飞
        bird.fly();
    }
}

在上面的那个例子中，Fly类就是我们说的工厂，他用if-else语句来判断需要创建什么类型的对象（当然也可以使用switch语句），这就是我们一直说的简单工厂模式。

五、模式优点

• 工厂类含有必要的判断逻辑，可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例，客户端可以免除直接创建产品对象的责任，而仅仅“消费”产品；简单工厂模式通过这种做法实现了对责任的分割，它提供了专门的工厂类用于创建对象。
• 客户端无须知道所创建的具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的参数即可，对于一些复杂的类名，通过简单工厂模式可以减少使用者的记忆量。
• 通过引入配置文件，可以在不修改任何客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类，在一定程度上提高了系统的灵活性。
• 当需要引入新的产品是不需要修改客户端的代码，只需要添加相应的产品类并修改工厂类就可以了，所以说从产品的角度上简单工厂模式是符合“开-闭”原则的。

六、模式缺点

• 由于工厂类集中了所有产品创建逻辑，工厂类一般被我们称作“全能类”或者“上帝类”，因为所有的产品创建他都能完成，这看似是好事，但仔细想想是有问题的。比如全国上下所有的事情都有国家主义一个人干会不会有问题，当然有！一旦不能正常工作，整个系统都要受到影响。
• 使用简单工厂模式将会增加系统中类的个数，在一定程序上增加了系统的复杂度和理解难度。
• 系统扩展困难，一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑，在产品类型较多时，有可能造成工厂逻辑过于复杂，不利于系统的扩展和维护。所以说从工厂的角度来说简单工厂模式是不符合“开-闭”原则的。
• 简单工厂模式由于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。

七、适用场景

在以下情况下可以使用简单工厂模式：

1、工厂类负责创建的对象比较少：由于创建的对象较少，不会造成工厂方法中的业务逻辑太过复杂。

2、客户端只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象不关心：客户端既不需要关心创建细节，甚至连类名都不需要记住，只需要知道类型所对应的参数。

八、模式在JDK中的应用

JDK类库中广泛使用了简单工厂模式，如工具类java.text.DateFormat，它用于格式化一个本地日期或者时间。

public final static DateFormat getDateInstance();
public final static DateFormat getDateInstance(int style);
public final static DateFormat getDateInstance(int style,Locale
locale);