大话设计模式：工厂模式

SimpleFactory

说到工厂，我们应该能想到，造汽车的有汽车工厂，造轮船的有轮船工厂，映射到Java中，造对象的就应该有对象工厂，比如说我想要买一辆车，那我只需要去汽车工厂（先不去4S店）里面告诉它什么品牌的汽车，具体参数，给钱提车就完了，我并不需要了解汽车是如何造出来的，也就是屏蔽了造车的细节，这样的好处就是对于买家来说，简单方便，用户体验大大提升，对于卖家来说我厂生产汽车的具体细节不会外露。

需求：

用户提出要圆形、三角形、菱形等等。

解决方案1：

public void m1() {
    // 用户需要圆，自己new一个
    Circle circle = new Circle();
    // 用户需要三角形，自己new一个
    Triangle triangle = new Triangle();
}

解决方案2：

可以使用简单工厂的模式，只需要将工厂暴露给调用方，调用方给出自己想要的形状就可以了，因为所有的设计模式都是面向接口编程，所以接口是少不了的。

定义一个Shape接口

/**
 * Description: 所有图形都有的公共属性，定义成抽象类也可以，接口也可
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public interface Shape {

    void draw();

}

Shape接口的实现类CricleShape

/**
 * Description: 圆形实例
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public class CircleShape implements Shape {

    public CircleShape() {
        System.out.println("圆形创建出来。");
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("画出一个圆形。");
    }

}

Shape接口的实现类Triangle

/**
 * Description: 三角形实例
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public class TriangleShape implements Shape {

    public TriangleShape() {
        System.out.println("三角形创建出来。");
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("画出一个三角形");
    }

}

简单工厂类，对外暴露方法

/**
 * Description: 简单工厂类
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public class ShapeFactory {

    /**
     * 1. 简单工厂模式对外屏蔽了对象的创建细节，需要什么对象直接从工厂获取。
     * 2. 将获取对象的方法声明成静态的，由工厂类，向外提供服务。
     */
    public static Shape getShape(String shapeName) {
        Shape shape = null;
        if (null != shapeName && !"".equals(shapeName)) {
            if ("circle".equalsIgnoreCase(shapeName)) {
                shape = new CircleShape();
            } else if ("triangle".equalsIgnoreCase(shapeName)) {
                shape = new TriangleShape();
            }
        }
        return shape;
    }

}

测试类

在调用方只需要给工厂提供想要的形状即可，不必关心形状是如何来的。

/**
 * Description: 简单工厂模式测试用例
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public class Test01 {

    @Test
    public void m1() {
        Shape circle = ShapeFactory.getShape("circle");
        circle.draw();
    }

}

简单工厂，根本来说不属于23中设计模式中的一种，但工厂方法模式和抽象工厂模式都是由它演变来的，它的缺点：系统扩展困难，一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑，有可能造成工厂逻辑过于复杂，违背了OCP原则。

FactoryMethod

还是上面的汽车例子，简单工厂类中维护了创建不同汽车的逻辑，比如说包括宝马，奔驰，奥迪，但后续需求越来越多，又增添了长城，马自达，大众等等品牌，那么这个工厂类的创建逻辑会越来越多，现实中，宝马有宝马自己的工厂，奔驰也有奔驰自己的工厂，映射到Java中，不同的类，应该有各自的工厂，这样的目的就是为了维护扩展方便，同时遵循了OCP原则。

设计模式是基于接口的，首先要有一个汽车的接口Car，它用来规定汽车的公共功能：

/**
 * Description: 所有汽车的公共接口
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public interface Car {

    /**
     * car在跑。
     */
    void running();

}

然后是具体品牌汽车的实例：

宝马：

/**
 * Description:
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public class BaoMa implements Car {

    @Override
    public void running() {
        System.out.println("宝马飞驰。");
    }

}

奔驰：

/**
 * Description:
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public class BenChi implements Car {

    @Override
    public void running() {
        System.out.println("奔驰奔跑。");
    }

}

然后是各自品牌的工厂，在创建各自工厂之前，最好加一层汽车工厂接口，目的是用多态来返回不同的工厂，使代码更加灵活。

汽车工厂接口：

/**
 * Description:
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public interface CarFactory {

    Car createCar();

}

各自的汽车工厂类：

宝马工厂：

/**
 * Description:
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public class BaoMaFactory implements CarFactory {

    @Override
    public Car createCar() {
        System.out.println("宝马工厂生产汽车。");
        return new BaoMa();
    }

}

奔驰工厂：

/**
 * Description:
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public class BenChiFactory implements CarFactory {

    @Override
    public Car createCar() {
        System.out.println("奔驰工厂生产汽车。");
        return new BenChi();
    }

}

测试类：

/**
 * Description:
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public class Test01 {

    @Test
    public void m1() {
        // 1. 先获取宝马车的工厂，如果想改奔驰的，仅改动一行代码即可。
        CarFactory carFactory = new BaoMaFactory();
        // 2. 利用工厂来制造汽车
        Car car = carFactory.createCar();
        car.running();
    }

}

工厂方法模式就很利于扩展，且不需要改动原来的代码，不管增加多少个品牌，只需要增加对应的工厂，以及实例就好了。

适用场景：

1. 客户端不需要知道它所创建的对象的类。例子中我们不知道每个汽车具体叫什么名，只知道创建它的工厂名就完成了创建过程。
2. 客户端可以通过子类来指定创建对应的对象。

AbstractFactory

抽象工厂的局限性比较大，并且它不符合OCP原则，工厂方法模式是创建一个对象，而抽象工厂它可以创建一组对象，这是和工厂方法模式最大的不同点。上述汽车的例子，假如汽车生产出来，出厂之前，我还需要给汽车做一个包装保养的服务，比如宝马有宝马的包装保养，奔驰有奔驰的包装保养，那是不是应该再创建一个专门做保养的工厂呢，肯定不是，抽象工厂的作用就是将汽车的生产、保养，以及后续的任务都做到一起，秉承一条龙服务，包括汽车的生产，包装，保养，维修等。

首先定义基本接口：

• 汽车公共接口Car：

/**
 * Description:
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public interface Car {

    /**
     * car在跑。
     */
    void running();
    
}

• 汽车维修服务接口CarFix：

/**
 * Description:
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public interface CarFix {

    /**
     * 汽车维修服务
     */
    void carFix(Car car);

}

• 汽车包装服务接口CarPack：

/**
 * Description:
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public interface CarPack {

    /**
     * 汽车包装服务
     */
    void carPack(Car car);

}

三个接口的实现类：

• Car类

宝马BaoMa：

/**
 * Description:
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public class BaoMa implements Car {

    @Override
    public void running() {
        System.out.println("宝马飞驰。");
    }

}

奔驰BenChi：

/**
 * Description:
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public class BenChi implements Car {

    @Override
    public void running() {
        System.out.println("奔驰奔跑。");
    }

}

• 维修类CarFixService：

/**
 * Description:
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public class CarFixService implements CarFix {

    @Override
    public void carFix(Car car) {
        System.out.println(car.getClass() + "在维修。");
    }

}

• 包装类CarPackService：

/**
 * Description:
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public class CarPackService implements CarPack {

    @Override
    public void carPack(Car car) {
        System.out.println(car.getClass() + "精美包装。");
    }

}

抽象工厂：

抽象工厂中提供了此工厂所有的服务以及功能，包括汽车生产、包装、维修等。

/**
 * Description:
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public interface AbstractFactory {

    /**
     * 汽车创造
     */
    Car createCar();

    /**
     * 汽车修理服务
     */
    CarFix carFix(Car car);

    /**
     * 汽车包装服务
     */
    CarPack carPack(Car car);

}

具体的汽车工厂：

奔驰工厂BenChiFactory：

/**
 * Description:
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public class BenChiFactory implements AbstractFactory {

    @Override
    public Car createCar() {
        return new BenChi();
    }

    @Override
    public CarFix carFix(Car car) {
        return new CarFixService();
    }

    @Override
    public CarPack carPack(Car car) {
        return new CarPackService();
    }
}

宝马工厂BaoMaFactory：

/**
 * Description:
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public class BaoMaFactory implements AbstractFactory {

    @Override
    public Car createCar() {
        return new BaoMa();
    }

    @Override
    public CarFix carFix(Car car) {
        return new CarFixService();
    }

    @Override
    public CarPack carPack(Car car) {
        return new CarPackService();
    }

}

测试类：

/**
 * Description:
 * @From www.zhangjianbing.com
 * @Author zhangjianbing
 */
public class Test01 {

    @Test
    public void m1() {
        // 1. 先按名字获取工厂
        AbstractFactory factory = new BenChiFactory();
        // 2. 生产车
        Car car = factory.createCar();
        // 3. 包装车
        CarPack carPack = factory.carPack(car);
        carPack.carPack(car);
        // 4. 上路
        car.running();
        // 5. 修理车
        CarFix carFix = factory.carFix(car);
        carFix.carFix(car);
        // -- 以上全部都是由工厂来完成。
    }

}

测试结果：

生产奔驰。
BenChi精美包装。
奔驰奔跑。
BenChi在维修。

抽象工厂适用场景：

1. 和工厂方法一样客户端不需要知道它所创建的对象的类。
2. 需要一组对象共同完成某种功能时。并且可能存在多组对象完成不同功能的情况。
3. 系统结构稳定，不会频繁的增加对象。（因为一旦增加就需要修改原有代码，不符合开闭原则）