设计模式之工厂模式

Posted 2020-06-30 xzj_2013

1.简单工厂模式

1 简单介绍
   简单工厂模式就是将对象产生的细节进行隐藏，客户端进行调用。
   它又称为静态工厂方法模式，属于类的创建型模式。

2.实现原理
   为了将类的职能进行细分,定义一个具体的工厂类来负责创建类的对象，被创建的实例通常都具有共同的父类。
   主要由三部分组成：工厂类 抽象类和实现抽象类的具体类；
   该模式中包含的角色及其职责
   工厂（Factory）角色
      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。工厂类可以被外界直接调用，创建所需的产品对象。
   抽象（Product）角色
      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。
   具体产品（Concrete Product）角色
   原理图：

3.优缺点
        优点：
              工厂类是整个模式的关键.包含了必要的逻辑判断,根据外界给定的信息,决定究竟
           应该创建哪个具体类的对象.通过使用工厂类,外界可以从直接创建具体产品对象的尴尬
           局面摆脱出来,仅仅需要负责“消费”对象就可以了。而不必管这些对象究竟如何创建及
           如何组织的．明确了各自的职责和权利，有利于整个软件体系结构的优化。
        缺点：
              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；它所能创建的类只能是事先考虑到的，如果需要添加新的类，
          则就需要改变工厂类了。
             当系统中的具体产品类不断增多时候，可能会出现要求工厂类根据不同条件创建不同
          实例的需求．这种对条件的判断和对具体产品类型的判断交错在一起，很难避免模块功能
          的蔓延，对系统的维护和扩展非常不利；
             这些缺点在工厂方法模式中得到了一定的克服；
4.使用场景
       工厂类负责创建的对象比较少；
       客户只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象（逻辑）不关心；
       由于简单工厂很容易违反高内聚责任分配原则，因此一般只在很简单的情况下应用
5.代码实例：

//抽象产品
public interface Product{
    public void operation();
}

//具体产品类 A
public class ProductA implements Product {
    public void operation(){
      //..
    }
}

//具体产品类 B
public class ProductB implements Product {
   public void operation(){
      //..
   }
}

//生产工厂类
public class ProductFactory{
   //创建产品
   public Product createProduct(String productName){
       Product product = null;
       if(productName.equals("ProductA")){
          product  = new ProductA();
       }else if(productName.equals("ProductB")){
          product = new ProductB();
       }
       return product;
    }
}     

2.工厂方法模式

1.简单介绍
     工厂方法模式（FACTORY METHOD）是一种常用的对象创建型设计模式,此模式的核心精神是封装类中不变的部分，提取其中个性化善变的部分为独立类，通过依赖注入以达到解耦、复用和方便后期维护拓展的目的，是最典型的模板方法模式(Template Method pattern)应用。

2.实现原理
     定义一个创建产品对象的工厂接口，将实际创建工作推迟到子类当中。核心工厂类不再负责产品的创建，这样核心类成为一个抽象工厂角色，仅负责具体工厂子类必须实现的接口，这样进一步抽象化的好处是使得工厂方法模式可以使系统在不修改具体工厂角色的情况下引进新的产品。同时把简单工厂模式中的那个庞大的工厂类拆分为一个个的工厂类，这样每个具体的工厂类只负责单独对象的创建，职责就变得小了，这就是工厂方法模式。
     示意图如下：

3.角色构成
     抽象工厂(Creator)角色：是工厂方法模式的核心，与应用程序无关。任何在模式中创建的对象的工厂类必须实现这个接口。
     具体工厂(Concrete Creator)角色：这是实现抽象工厂接口的具体工厂类，包含与应用程序密切相关的逻辑，并且受到应用程序调用以创建产品对象。在上图中有两个这样的角色：BulbCreator与TubeCreator。
     抽象产品(Product)角色：工厂方法模式所创建的对象的超类型，也就是产品对象的共同父类或共同拥有的接口。在上图中，这个角色是Light。
     具体产品(Concrete Product)角色：这个角色实现了抽象产品角色所定义的接口。某具体产品有专门的                           具体工厂创建，它们之间往往一一对应。
4.简单工厂和工厂方法比较
    工厂方法模式是简单工厂模式的衍生，解决了许多简单工厂模式的问题。首先完全实现‘开－闭 原则’，实现了可扩展。其次更复杂的层次结构，可以应用于产品结果复杂的场合。
5.使用场景
    工厂方法经常用在以下两种情况中:
    第一种情况是对于某个产品，调用者清楚地知道应该使用哪个具体工厂服务，实例化该具体工厂，生产出具体的产品来。Java Collection中的iterator() 方法即属于这种情况。
    第二种情况，只是需要一种产品，而不想知道也不需要知道究竟是哪个工厂为生产的，即最终选用哪个具体工厂的决定权在生产者一方，它们根据当前系统的情况来实例化一个具体的工厂返回给使用者，而这个决策过程这对于使用者来说是透明的。
6.代码实例

    //抽象产品
public interface Product{
    public void operation();
}

//具体产品类 A
public class ProductA implements Product {
    public void operation(){
      //..
    }
}

//具体产品类 B
public class ProductB implements Product {
   public void operation(){
      //..
   }
}

//抽象工厂类
public interface Factory{
   //..
   public Product createProduct();
}

//具体工厂类A
public class FactoryA implements Factory{
   //创建产品
   public Product  createProduct(){
       return new ProductA();
    }
}  

//具体工厂类B
public class FactoryB implements Factory{
   //创建产品
   public Product  createProduct(){
       return new ProductB();
    }
}  

3.抽象工厂模式

 1.简单介绍
       定义：为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口，而且无需指定他们的具体类；
       抽象工厂模式是所有形态的工厂模式中最为抽象和最具一般性的一种形态。抽象工厂模式
       是指当有多个抽象角色时，使用的一种工厂模式。抽象工厂模式可以向客户端提供一个
       接口，使客户端在不必指定产品的具体的情况下，创建多个产品族中的产品对象。根据里氏
       替换原则，任何接受父类型的地方，都应当能够接受子类型。因此，实际上系统所需要的，
       仅仅是类型与这些抽象产品角色相同的一些实例，而不是这些抽象产品的实例。换言之，
       也就是这些抽象产品的具体子类的实例。工厂类负责创建抽象产品的具体子类的实例。
 2.实现原理
      当每个抽象产品都有多于一个的具体子类的时候，工厂角色怎么知道实例化哪一个子类呢？
      比如每个抽象产品角色都有两个具体产品。抽象工厂模式提供两个具体工厂角色，分别对应
      于这两个具体产品角色，每一个具体工厂角色只负责某一个产品角色的实例化。每一个具体
      工厂类只负责创建抽象产品的某一个具体子类的实例。
      示意图如下图：

 3.角色构成
      和工厂方法的如出一辙：
      抽象工厂角色：这是工厂方法模式的核心，它与应用程序无关。是具体工厂角色必须实现的接口
                  或者必须继承的父类。在java中它由抽象类或者接口来实现。
      具体工厂角色：它含有和具体业务逻辑有关的代码。由应用程序调用以创建对应的具体产品的对
                  象。在java中它由具体的类来实现。
      抽象产品角色：它是具体产品继承的父类或者是实现的接口。在java中一般有抽象类或者接口来实现。
      具体产品角色：具体工厂角色所创建的对象就是此角色的实例。在java中由具体的类来实现。

 4.优缺点
      优点：
          1、抽象工厂模式隔离了具体类的生产，使得客户并不需要知道什么被创建。
          2、当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能保证客户端始终只使用同一个产品族
             中的对象。
          3、增加新的具体工厂和产品族很方便，无须修改已有系统，符合“开闭原则”。
      缺点：
          如果添加一产品，就需要添加相关工厂接口的实现类，合计产品接口的实现类，造成类层次机构
          愈来愈复杂；