3.2、工厂模式
（1）简介
- 定义：
工厂模式大体分为简单工厂、工厂方法、抽象工厂等三种模式。工厂方法模式也可称为工厂模式，与抽象模式都是属于GOF23种设计模式中的一员；简单工厂模式不属于23 种经典设计模式，它的缺点是增加新产品时会违背“开闭原则”。可以大概理解为：简单工厂进阶变成了工厂方法，然后再进阶成了抽象工厂。难度逐步增加，也越来越抽象。下面按先易到难逐个分析。 - 优点：
1、将创建实例的工作与使用实例的工作分开，使用者不必关心类对象如何创建，明确了职责。
2、把初始化实例时的工作放到工厂里进行，使代码更容易维护。 更符合面向对象的原则，面向接口编程，而不是面向实现编程。 - 缺点：
1、由于工厂类集中了所有产品创建逻辑，一旦不能正常工作，整个系统都要受到影响。
2、要新增产品类的时候，就要修改工厂类的代码，违反了开放封闭原则（对扩展的开放，对修改的关闭）。
3、简单工厂模式由于使用了静态工厂方法，静态方法不能被继承和重写，会造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。
3.2.1、简单工厂模式
属于创建型模式，又叫做静态工厂方法模式，不属于23种GOF设计模式之一。是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。实质是由一个工厂类根据传入的参数，动态决定应该创建哪一个产品类（这些产品类继承自一个父类或接口）的实例。
作用：将“类实例化的操作”与“使用对象的操作”分开，让使用者不用知道具体参数就可以实例化出所需要的“产品”类，从而避免了在客户端代码中显式指定，实现了解耦。
主要角色
工厂：负责实现创建所有实例的内部逻辑，并提供一个外界调用的方法，创建所需的产品对象。
抽象产品：负责描述产品的公共接口
具体产品：描述生产的具体产品。例子：
“假设”有一台饮料机（工厂），可以调出各种口味的饮料（抽象产品），有三个按钮（参数）对应这三种饮料（具体产品）。这时候你可以根据点击按钮来选择你喜欢的饮料。
/**
* @ Product.java
* 抽象产品
* 描述产品的公共接口
*/
abstract class Product {
//产品介绍
abstract void intro();
}
/**
* @ AProduct.java
* 具体产品A
* （可以看成是一种饮料：可乐）
*/
public class AProduct extends Product{
@Override
void intro() {
System.out.println("可乐");
}
}
/**
* @ BProduct.java
* @具体产品B
* @（可以看成是一种饮料：奶茶）
*/
public class BProduct extends Product{
@Override
void intro() {
System.out.println("奶茶");
}
}
/**
* @ CProduct.java
* 具体产品C
* （可以看成是一种饮料：咖啡）
*/
public class CProduct extends Product{
@Override
void intro() {
System.out.println("咖啡");
}
}Factory.java/**
* 工厂
* 负责实现创建所有实例的内部逻辑，并提供一个外界调用的方法，创建所需的产品对象。
*/
public class Factory {
/**
* 供外界调用的方法
* （可以看成是对外提供的三种按钮）
* @param type
* @return 产品实例
*/
public static Product getProduct(String type) {
switch (type) {
case "A":
return new AProduct();
case "B":
return new BProduct();
case "C":
return new CProduct();
default:
return null;
}
}
}测试public class Test {
public static void main(String[] args) {
//创建具体的工厂
Factory factory = new Factory();
//根据传入的参数生产不同的产品实例
//(按下不同的按钮，获取饮料)
Product A = Factory.getProduct("A");
A.intro();
Product B = Factory.getProduct("B");
B.intro();
Product C = Factory.getProduct("C");
C.intro();
}
}运行结果：可乐 奶茶 咖啡根据例子可以描述为：一个抽象产品类，可以派生出多个具体产品类。一个具体工厂类，通过往此工厂的static方法中传入不同参数，产出不同的具体产品类实例。
- 优点：将创建使用工作分开，不必关心类对象如何创建，实现了解耦；
- 缺点：违背“开放 -关闭原则”，一旦添加新产品就不得不修改工厂类的逻辑，这样就会造成工厂逻辑过于复杂。
3.2.2、工厂方法模式
又称工厂模式、多态工厂模式和虚拟构造器模式，通过定义工厂父类负责定义创建对象的公共接口，而子类则负责生成具体的对象。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。
作用：将类的实例化（具体产品的创建）延迟到工厂类的子类（具体工厂）中完成，即由子类来决定应该实例化（创建）哪一个类。
主要角色
抽象工厂：描述具体工厂的公共接口
具体工厂：描述具体工厂，创建产品的实例，供外界调用
抽象产品：负责描述产品的公共接口
具体产品：描述生产的具体产品例子：
“假设”有各类的饮料机（抽象工厂），可以调出各种的饮料（抽象产品）。但是一类饮料机（具体工厂），只能生产一种饮料（具体产品）。如果你需要喝可乐，就需要买可乐饮料机。
产品：Product.java 、ProductA.java 、ProductB.java/**
* @ Product.java
* 抽象产品
*/
abstract class Product {
//产品介绍
abstract void intro();
}
/**
* @ ProductA.java
* 具体产品A
*/
public class ProductA extends Product{
@Override
void intro() {
System.out.println("饮料A");
}
}
/**
* @ ProductB.java
* 具体产品B
*/
public class ProductB extends Product{
@Override
void intro() {
System.out.println("饮料B");
}
}工厂：Factory.java、FactoryA.java 、FactoryB.java/**
* @ Factory.java
* 抽象工厂
*/
abstract class Factory {
//生产产品
abstract Product getProduct();
}
/**
* @ FactoryA.java
* 具体工厂A
* 负责具体的产品A生产
*/
public class FactoryA extends Factory{
@Override
Product getProduct() {
return new ProductA();
}
}
/**
* @ FactoryB.java
* @具体工厂B
* 负责具体的产品B生产
*/
public class FactoryB extends Factory{
@Override
Product getProduct() {
return new ProductB();
}
}测试：Test.javapublic class Test {
public static void main(String[] args) {
//创建具体的工厂
FactoryA factoryA = new FactoryA();
//生产相对应的产品
factoryA.getProduct().intro();
FactoryB factoryB = new FactoryB();
factoryB.getProduct().intro();
}
}根据例子可以描述为：一个抽象产品类，可以派生出多个具体产品类。一个抽象工厂类，可以派生出多个具体工厂类。每个具体工厂类只能创建一个具体产品类的实例。
优点：
符合开-闭原则：新增一种产品时，只需要增加相应的具体产品类和相应的工厂子类即可
符合单一职责原则：每个具体工厂类只负责创建对应的产品
缺点：
增加了系统的复杂度：类的个数将成对增加
增加了系统的抽象性和理解难度
一个具体工厂只能创建一种具体产品补充：
- a)适用场景特点：客户只知道创建产品的工厂名，而不知道具体的产品名。如 TCL 电视工厂、海信电视工厂等。创建对象的任务由多个具体子工厂中的某一个完成，而抽象工厂只提供创建产品的接口。 客户不关心创建产品的细节，只关心产品的品牌。
总的来说，凡是出现了大量的对象需要创建，并且具有共同的接口时，可以通过工厂方法模式进行创建。在大多数情况下，我们会选用第三种——静态工厂方法模式（将工厂方法模式里的方法置为静态的，不需要创建实例，直接调用即可）。 - b)扩展：当需要生成的产品不多且不会增加，一个具体工厂类就可以完成任务时，可删除抽象工厂类。这时工厂方法模式将退化到简单工厂模式
3.2.3、抽象工厂模式
- 定义：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定它们具体的类；具体的工厂负责实现具体的产品实例。
- 解决的问题：每个工厂只能创建一类产品（工厂方法模式）
- 抽象工厂模式与工厂方法模式最大的区别：抽象工厂中每个工厂可以创建多种类的产品；而工厂方法每个工厂只能创建一类
主要对象
抽象工厂：描述具体工厂的公共接口
具体工厂：描述具体工厂，创建产品的实例，供外界调用
抽象产品族：描述抽象产品的公共接口
抽象产品：描述具体产品的公共接口
具体产品：具体产品举个简单易懂的例子：（找了个不怎么好的比喻，看不懂得可以看相关推荐链接）
“假设”有各类的自动售卖机（抽象工厂），可以出售各类食品（抽象产品族）。
有饮料、零食（抽象产品），比如常见的零食售卖机（具体工厂），出售矿泉水与面包（具体产品）。
产品：Product、ProductA、ProductB、ProductAa、ProductBb/**
* @ Product.java
* 抽象产品族 (食品)
*/
abstract class Product {
//产品介绍
abstract void intro();
}
/**
* @ ProductA.java
* 抽象产品 (饮料)
*/
abstract class ProductA extends Product{
@Override
abstract void intro();
}
/**
* @ ProductB.java
* 抽象产品 (零食)
*/
abstract class ProductB extends Product{
@Override
abstract void intro();
}
/**
* @ ProductAa.java
* 具体产品 (矿泉水)
*/
public class ProductAa extends ProductA{
@Override
void intro() {
System.out.println("矿泉水");
}
}
/**
* @ ProductBb.java
* 抽象产品 (面包)
*/
public class ProductBb extends ProductB{
@Override
void intro() {
System.out.println("面包");
}
}工厂：Factory.java、FactoryA.java/**
* @ Factory.java
* 抽象工厂
*/
abstract class Factory {
//生产饮料
abstract Product getProductA();
//生产零食
abstract Product getProductB();
}
/**
* @ FactoryA.java
* 具体工厂A
* 负责具体的A类产品生产
*/
public class FactoryA extends Factory{
@Override
Product getProductA() {
//生产矿泉水
return new ProductAa();
}
@Override
Product getProductB() {
//生产面包
return new ProductBb();
}
}测试：Test.javapublic class Test {
public static void main(String[] args) {
//创建零食售卖机（具体工厂），
FactoryA factoryA = new FactoryA();
//获取矿泉水与面包（具体产品）
factoryA.getProductA().intro();
factoryA.getProductB().intro();
}
}输出：矿泉水 面包根据实例可以描述为： 多个抽象产品类，每个抽象产品类可以派生出多个具体产品类。一个抽象工厂类，可以派生出多个具体工厂类。 每个具体工厂类可以创建多个具体产品类的实例。.
优点：
降低耦合
符合开-闭原则
符合单一职责原则
不使用静态工厂方法，可以形成基于继承的等级结构。
缺点：难以扩展新种类产品总的来说，前面介绍的工厂方法模式中考虑的是一类产品的生产，如畜牧场只养动物、电视机厂只生产电视机、计算机软件学院只培养计算机软件专业的学生等。
同种类称为同等级，也就是说：工厂方法模式只考虑生产同等级的产品，但是在现实生活中许多工厂是综合型的工厂，能生产多等级（种类） 的产品，如农场里既养动物又种植物，电器厂既生产电视机又生产洗衣机或空调，大学既有软件专业又有生物专业等，这就是抽象工厂模式考虑的。
补充：
a)适用场景特点
当需要创建的对象是一系列相互关联或相互依赖的产品族时，如电器工厂中的电视机、洗衣机、空调等。
系统中有多个产品族，但每次只使用其中的某一族产品。如有人只喜欢穿某一个品牌的衣服和鞋。
系统中提供了产品的类库，且所有产品的接口相同，客户端不依赖产品实例的创建细节和内部结构。
b)扩展
抽象工厂模式的扩展有一定的“开闭原则”倾斜性：
当增加一个新的产品族时只需增加一个新的具体工厂，不需要修改原代码，满足开闭原则。
当产品族中需要增加一个新种类的产品时，则所有的工厂类都需要进行修改，不满足开闭原则。
另一方面，当系统中只存在一个等级结构的产品时，抽象工厂模式将退化到工厂方法模式。3.2.4、总结
角色不同：
1、简单工厂：具体工厂、抽象产品、具体产品
2、工厂方法：抽象工厂、具体工厂、抽象产品、具体产品
3、抽象工厂：抽象工厂、具体工厂、抽象产品族、抽象产品、具体产品定义：
1、简单工厂：由一个工厂类根据传入的参数，动态决定应该创建哪一个产品类（继承自一个父类或接口）的实例。
2、工厂方法：定义工厂父类负责定义创建对象的公共接口，而子类则负责生成具体的对象
3、抽象工厂：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定它们具体的类；具体的工厂负责实现具体的产品实例。对比：
1、工厂方法模式解决了简单工厂模式的“开放 - 关闭原则
2、抽象工厂模式解决了工厂方法模式一个具体工厂只能创建一类产品
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