浅谈简单工厂，工厂方法，抽象工厂的区别和使用

Posted 2021-01-23 gclokok

　　工厂模式是分为三种，分别是简单工厂，工厂方法，抽象工厂。其中工厂方法和抽象工厂是GoF23种设计模式中的一种，而简单工厂则不是一种设计模式，更加可以理解的是一种编码时候预定俗称的一种习惯。那么，就在接下来三点中分别去分析理解工厂模式。

一 简单工厂：通过实例化一个工厂类，来获取对应的产品实例。我们不需要关注产品本身如何被创建的细节，只需要通过相应的工厂就可以获得相应的实例。简单工厂包括三种角色：

1.工厂：简单工厂模式的核心，它负责实现创建所有实例的内部逻辑。工厂类的创建产品类的方法可以被外界直接调用，创建所需的产品对象。  

2.抽象产品 ：简单工厂模式所创建的所有对象的父类，它负责描述所有实例所共有的公共接口。

3.具体产品：是简单工厂模式的创建目标，所有创建的对象都是充当这个角色的某个具体类的实例。

比如以下例子：

        

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（类设计的UML图） 

1.Drinks作为产品的抽象类并且有抽象方法produce();（抽象产品）

public  abstract class Drinks {    
　　protected abstract void produce();
}

2.Sprite继承Drinks是要被具体生产出来的产品，他重写了produce（）方法。（具体产品）

public class Sprite extends Drinks {

    @Override
    protected void produce() {
        System.out.println("drink sprite");
    }
}

3.Cola同样也继承了Drinks，是要被生产出来的具体产品。

（具体产品）

public class Cola extends Drinks {

    @Override
    protected void produce() {
        System.out.println("Drink Cola");
    }
}

4.DrinksFactory为简单工厂，向外暴露produceDrink方法来获取产品的实例（工厂）

public class DrinksFactory {

    public Drinks produceDrink(Class className){
        try {
            return (Drinks) Class.forName(className.getName()).newInstance();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return null;
    }
}

5.Client为应用层，Client端想要获取到Cola或者Sprite对象，只要通过DrinkFactory中的produceDrink方法传入相对应的对应的产品

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        DrinksFactory factory = new DrinksFactory();
        Cola cola = (Cola) factory.produceDrink(Cola.class);
        cola.produce();
    }
}

简单工厂的优点：
1.不需要关心类的创建细节。
2.减轻类之间的耦合依赖，具体类的实现只是依赖于简单工厂，而不依赖其他类。

简单工厂的缺点：
1.扩展复杂，当简单工厂需要生产出另外一种产品的时候，需要扩展工厂的内部创建逻辑，比较有可能引起较大的故障
2.由于工厂类集中了所有实例的创建逻辑，违反了高内聚责任分配原则，将全部创建逻辑集中到了一个工厂类中

二.工厂方法

　　工厂方法的定义是：定义一个创建对象的接口，让实现这个接口的的类去决定实例化具体的类。工厂方法让类的实例化推迟到实现接口的子类中进行。

　　比如说，我现在需要一瓶可乐，有可口可乐公司生产的可乐也有百事可乐公司生产的可乐，那么对于可乐这个产品等级（抽象工厂中会具体说明），具体生产什么可乐并不是在一个工厂实现，而是由一个可乐工厂指定一个标准（接口里面的抽象方法），可口可乐公司百事可乐公司只要按照这个标准去生产就可以了。　　 

                                               

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　                 (2)工厂方法的Uml类图 

 

1.Cola此类是产品的父类

public abstract class Cola {
    protected abstract  void drinks();
}

2.PepsiCola继承Cola，是要生产的产品之一

public class PepsiCola extends  Cola {

    @Override
    protected void drinks() {
        System.out.println("Drinks PepsiCola");
    }
}

3.CoCoCola同样继承Cola，也是要生产的产品之一

public class CoCoCola extends Cola {

    @Override
    protected void drinks() {
        System.out.println("Drinks cococoLa");
    }
}

4.ColaFacotry定义抽象工厂，指定要生产此类产品的规范（存在的方法与属性），指定工厂方法

public interface ColaFacotry {

     Cola produce(Class<Cola> cola);
}

5.PepsiColaFactory定义子类工厂，它继承抽象工厂，实现了对某一产品等级的产品的获得

public class PepsiColaFactory implements ColaFacotry {

    public PepsiCola produce(Class cola) {
        if (cola.isInstance(PepsiCola.class)){
            return  new PepsiCola();
        }
        return null;
    }
}

6.ColaFacotry，是规定工厂方法去获得拿一些的产品等级的商品，比如说，我规定生产的产品等级是可乐和草莓可乐，那么对于它的实现类来说，也就是其子类中的重载方法来说去具体实现获取产品的具体实现。

public interface ColaFacotry {

     Cola produce(Class<Cola> cola);
}

 

三.抽象工厂

　　抽象工厂是提供了创建一系列服务的的对象的接口。那么问题就来了，怎么区分和工厂方法中的服务对象宁？此时就需要对一组概念有所理解，即产品等级和产品族，我从网上找到下面这张图，进行解释说明。在图（4）中，我们可以通过横向和纵向的比较，横向是某一个手机厂商如苹果，小米等，他们不仅仅生产手机，还生产电脑，耳机等一系类产品，那么我们把苹果，小米，华为这样的厂商可以认为他们生产的是一个产品族，而他们自己本身就是一个抽象工厂的具体实现；那么纵向来看，不管是小米华为还是苹果，他们生产的产品是按照一定的规则来生产，显示屏，电池，处理器等等，所以对于纵向的产品来说，他们又是属于同一个产品等级，我们亦可以称他们的实现为工厂方法。

　　综上所述，抽象工厂解决的是横向的产品族，工厂方法解决的是纵向的产品等级。具体抽象工厂请看代码。

                 

                                              （3）产品等级和产品族（图片来自https://laravel-china.org/topics/18598?order_by=created_at&） 

 

                          

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（4）产品等级示意图

   1.AbstractFactory 抽象工厂

public  interface AbstractFactory {

    public Phone producePhone();

    public Computer producaComputer();
}
2.AppleFactory具体工厂的实现一

public class AppleFactory implements AbstractFactory {
    public Phone producePhone() {
        return new Iphone();
    }

    public Computer producaComputer() {
        return new Mac();
    }
}

3.MiFactory具体工厂的实现二

public class MiFactory implements AbstractFactory {
    public Phone producePhone() {
        return new MiPhone();
    }

    public Computer producaComputer() {
        return new MiComputer();
    }
}

4.Phone抽象产品等级一

public abstract class Phone {
    public abstract void call();
}

5.Iphone具体产品一

public class Iphone extends Phone {

    @Override
    public void call() {
        System.out.println("Iphone call");
    }
}

6.MiPhone具体产品一

public class MiPhone extends Phone {
    
    @Override
    public void call() {
        System.out.println("Mi Phone call");
    }
}

7.Computer抽象产品等级二

public  abstract class Computer {

    public abstract void work();
}

8.Mac具体产品一

public class Mac extends Computer {

    @Override
    public void work() {
        System.out.println("MAC work");
    }
}
9.MiComputer 具体产品二

public class MiComputer extends Computer {

    @Override
    public void work() {
        System.out.println("MI computer word");
    }
}
10.客户端

public class Clint {

    public static void main(String[] args) {
        AppleFactory appleFactory = new AppleFactory();
        appleFactory.producaComputer().work();
        appleFactory.producePhone().call();

        MiFactory miFactory = new MiFactory();
        miFactory.producaComputer().work();
        miFactory.producePhone().call();
    }
}

 

      

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（5）抽象工厂UML类图

从UML类图中不难看出，我们如果需要拓展抽象工厂里面的方法会比较麻烦，因为我们必须修改抽象类以及添加对应的产品等级，这样修改量比较大，但是每种产品之间相互解耦，符合程序设计的“高内聚低耦合”的思想。

 

最后，不管是抽象工厂还是工厂方法甚至是简单工厂，他们的存在都有一定的优缺点，在设计程序的时候要根据具体情况进行取舍，不存在那种设计好那种设计特别差，只是针对不同的业务场景的不一样的处理。