Java真的不难（二十九）工厂模式

Posted 2022-04-04 热爱飞行的小应学长

工厂模式（2）：工厂方法模式

在上一篇文章中介绍了简单工厂模式，但是简单工厂模式违背了开闭原则，而工厂方法模式是对简单工厂模式的进一步抽象化，其好处是可以使系统在不修改原来代码的情况下引进新的产品，即满足开闭原则。

一、什么是工厂方法模式？

工厂方法模式：也叫虚拟构造器模式或者多态工厂模式，它属于类创建型模式。

在工厂方法模式中，工厂父类负责定义创建产品对象的公共接口，而工厂子类则负责生成具体的产品对象，这样做的目的是将产品类的实例化操作延迟到工厂子类中完成，即通过工厂子类来确定究竟应该实例化哪一个具体产品类。

我们知道在现在的真实工厂内分工越来越细，越来越专业化。。各种产品有专门的工厂生产，彻底告别了自给自足的小农经济时代，这大大缩短了产品的生产周期，提高了生产效率。而工厂方法模式即满足了开闭原则，也继承了简单工厂模式的优点。

举例说明：

在简单工厂模式的文章中的可乐工厂，因为只有一个工厂类，所以任何产品都需要在这个类里面去修改和调整，而工厂方法模式就是有多个工厂，每个工厂生产一个产品，如果有需要增加新产品，我们直接再新建一个工厂即可，就不需要在其他工厂的内部再去修改，这样就符合了开闭原则。

二、工厂方法模式的优缺点

优点：

1. 用户只需要知道具体工厂的名称就可得到所要的产品，无须知道产品的具体创建过程
2. 灵活性增强，对于新产品的创建，只需多写一个相应的工厂类
3. 典型的解耦框架。高层模块只需要知道产品的抽象类，无须关心其他实现类，满足迪米特法则、依赖倒置原则和里氏替换原则

缺点：

1. 类的个数容易过多，增加复杂度
2. 增加了系统的抽象性和理解难度
3. 抽象产品只能生产一种产品，此弊端可使用抽象工厂模式解决（抽象工厂模式在下一篇文章）

三、模式的结构与实现

结构由以下四个部分组成：

1. 抽象工厂（Abstract Factory）：提供了创建产品的接口，调用者通过它访问具体工厂的工厂方法 newProduct() 来创建产品
2. 具体工厂（ConcreteFactory）：主要是实现抽象工厂中的抽象方法，完成具体产品的创建
3. 抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能
4. 具体产品（ConcreteProduct）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它同具体工厂之间一一对应

结构图：

4、工厂方法模式代码实现

还是以上一篇文章的可乐工厂为例：
产品有：可口可乐、百事可乐、无糖可乐
在简单工厂模式中只有一个可乐工厂，可以生产三种产品，在工厂方法模式中就可以有多个工厂来生成对应的产品：

抽象工厂： 可乐工厂（可以理解成总厂）
百事可乐工厂： 生成百事可乐
可口可乐工厂： 生成可口可乐
无糖可乐工厂： 生成无糖可乐

生产可乐的方法：

/**
 *  提供了产品的接口
 */

public interface Cola 

    //生产可乐的方法
    public void cola();

可乐抽象工厂：

/**
 * 可乐抽象工厂(可以理解成可乐总厂，旗下还有很多分厂)
 */

public interface ColaFactory 

    public Cola newCola();

生成三种可乐的方法：
可乐可乐：

/**
 * 产品名称：可乐可乐，实现了产品的接口
 */

public class CocaCola implements Cola

    @Override
    public void cola() 
        System.out.println("开始生产可口可乐");
    

百事可乐：

/**
 *
 * 产品名称：百事可乐，实现了产品的接口
 */

public class PepsiCola implements Cola

    @Override
    public void cola() 
        System.out.println("开始生产百事可乐");
    

无糖可乐：

/*
 * 产品名称：无糖可乐，实现了产品的接口
 */

public class SugarFreeCola implements Cola

    @Override
    public void cola() 
        System.out.println("开始生产无糖可乐");
    

三个产品对应三个工厂：

生产可口可乐的工厂：

/**
 *
 * 具体工厂1：可口可乐工厂
 */

public class CocaColaFactory implements ColaFactory
    
    @Override
    public Cola newCola() 
        System.out.println("我是可乐工厂下面的可口可乐工厂");
        return new CocaCola();
    

生产百事可乐的工厂：

/**
 *
 * 具体工厂2：百事可乐工厂
 */

public class PepsiColaFactory implements ColaFactory

    @Override
    public Cola newCola() 
        System.out.println("我是可乐工厂下面的百事可乐工厂");
        return new PepsiCola();
    

生产无糖可乐的工厂：

/*
 * 具体工厂3：无糖可乐工厂
 */

public class SugarFreeColaFactory implements ColaFactory
    
    @Override
    public Cola newCola() 
        System.out.println("我是可乐工厂下面的无糖可乐工厂");
        return new SugarFreeCola();
    

到这里目前有：

• 一生产可乐的方法
• 一个可乐工厂（下面有多个小工厂）
• 三个生产三种类型可乐的方法（实现可乐接口）
• 三个可乐工厂（生产三种可乐，实现可乐工厂接口）

测试类：

public class Test 
    public static void main(String[] args) 

        try

            //新建一个可乐方法对象
            Cola a;

            //新建一个可乐工厂对象
            ColaFactory af;

            //告诉可乐工厂，你需要什么可乐，并且通知对应的分工厂
            af = (ColaFactory) new PepsiColaFactory();
            //执行对于生产方法
            a = af.newCola();
            a.cola();
            
        catch (Exception e )
            System.out.println(e.getMessage());
        
    

比如我现在需要百事可乐，我在af内传入百事可乐工厂：

我是可乐工厂下面的无糖可乐工厂
开始生产无糖可乐

如果传入CocaColaFactory：

我是可乐工厂下面的可口可乐工厂
开始生产可口可乐

5、总结

这就是工厂方法模式，和简单工厂模式有所不同，在这个模式内有一个抽象工厂接口，也就是你需要增加新产品后，不需要在原本的工厂内去修改代码，而是直接新建一个工厂，去实现抽象工厂即可，也是符合了开闭原则。

当然缺点也就是工厂多了，管理变得复杂，也增加了系统的抽象性和理解难度，而且抽象产品只能生产一种产品，但是此弊端可使用抽象工厂模式解决（抽象工厂模式在下一篇文章）