前言

  工厂模式是一种比较常见的创建模式。有时,可能你使用了工厂模式而你却还不知道你已经使用了它。至少我感觉下面说的第一种简单工厂模式,你是已经很熟悉了。并且是经常使用的。不信,就继续向下看。


简单工厂模式(Simple Factory Pattern)

  从简单的工厂模式开始说起的话,我们要知道工厂模式的目的是什么?工厂模式的目的在于程序的可扩展性。而对于简单工厂模式来说,它是为了让程序有一个更好地封装,降低程序模块之间的耦合程度。

  对于简单的工厂模式,其实也可以将其理解成为一个创建对象的工具类。工具类的形式,可以仿造如下代码编写:


[java] 
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    copy
   
   
 
1. public class SimpleFactory {  
2.   
3. public Object create(Class<?> clazz) {  
4. if (clazz.getName().equals(Plane.class.getName())) {  
5. return createPlane();  
6. else if (clazz.getName().equals(Broom.class.getName())) {  
7. return createBroom();  
8.         }  
9.           
10. return null;  
11.     }  
12.       
13. private Broom createBroom() {  
14. return new Broom();  
15.     }  
16.       
17. private Plane createPlane() {  
18. return new Plane();  
19.     }  
20. }

测试代码如下:


[java] 
   view plain
    copy
   
   
 
1. public class FactoryTest {  
2.   
3. public static void main(String[] args) {  
4. // 简单工厂模式测试  
5. new SimpleFactory();  
6. class);  
7.         broom.run();  
8.     }  
9. }

正如之前所说的,简单的工厂模式,就是去创建一个创建对象的工具类。在这个工具类里面,我们就可以进行一些其他操作,比如对象的初始化。这样就避免了把对象初始化的大量代码(如果有大量代码的话)放在构造函数里了。



工厂方法模式(Factory Method Pattern)

之前说了简单的工厂模式,在简单的工厂模式里,我们创建了一个类似工具的类来创建相应的具体类对象。正因为其太过简单,有一点不成规范。所以,这里要对其做一些适当地封装。

我们来看一下工厂方法模式的定义吧。工厂方法模式定义了一个创建对象的接口,但由子类决定要实例化哪一个。工厂方法让类把实例化推迟到了子类。(定义摘自《Head First设计模式》)

【设计模式】之工厂模式_设计模式

图-1 工厂方法模式

抽象工厂:

我们的抽象工厂可以是类似这样的:

[java]  view plain  copy



1. public abstract class VehicleFactory {  
2. public abstract Moveable create();  
3. }

具体工厂:

代码就是这样简单而美好。而它有一个具体的实现工厂类:


[java] 
   view plain
    copy
   
   
 
1. public class BroomFactory extends VehicleFactory {  
2.   
3. @Override  
4. public Moveable create() {  
5. return new Broom();  
6.     }  
7.   
8. }

这个具体的实现工厂告诉我们,这里可以通过 create() 方法来创建一个 Broom 对象。

我们可以这样来理解他们的关系:有一个大的工厂它就是 VehicleFactory,VehicleFactory工厂里又有很多生产车间,其中有一个就是 BroomFactory。我们的具体产品都是通过这些生产车间来负责生产的。

抽象产品接口:

说到了产品,我们可以先试想一下这些具体的产品都会有什么样的性质。我们可以这样来定义它们:

[java] 
   view plain
    copy
   
   
 
1. public interface Moveable {  
2. public void run();  
3. }

具体产品:

嗯,这是一些可以run(移动)的产品。就 BroomFactory 生产车间而言,它负责生产 Broom。这个 Broom 是具有 Moveable 的属性。那么它的实现可以这样来写:

[java] 
   view plain
    copy
   
   
 
1. public class Broom implements Moveable {  
2.   
3. @Override  
4. public void run() {  
5. "我是Broom.我在飞...");  
6.     }  
7.   
8. }

功能测试:

我们有工厂,并且知道了工厂要生产的产品了。那么我们就来生产一个 Broom 来试试吧:


[java] 
   view plain
    copy
   
   
 
1. VehicleFactory factory = new BroomFactory();  
2. Moveable moveable = factory.create();  
3. moveable.run();

这样我就生产了一个 Broom 了。是不是 so easy?



抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)

从上面的工厂方法中的结构图中,我们可以看到其中的具体工厂A和B是两个完全独立的。两者除了都是抽象工厂的子类,没有任何其他的交集。

但是,如果我们有这样一个需求:具体工厂A和B需要生产一些同类型的不同产品。那么我们就可以试试抽象工厂模式。

我们来看看抽象工厂模式是怎么定义的: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。同样在下面的结构图中,我们可以更好地解释这一定义。我们的抽象工厂中包含一系列的去构造一个抽象产品的方法,而具体产品的实现则是放在了具体工厂(图中的A和B)中进行。

【设计模式】之工厂模式_java_02

图-2 抽象工厂模式

现在我们看看代码中是如何实现的。

抽象工厂:


[java] 
   view plain
    copy
   
   
 
1. public abstract class AbstractFactory {  
2.   
3. public abstract Flyable createFlyable();  
4.       
5. public abstract Moveable createMoveable();  
6.       
7. public abstract Writeable createWriteable();  
8. }

具体工厂:

从抽象工厂的代码中也可以看出,抽象工厂只是去“生产”一些抽象的东西。有点类似于底层机制的感觉。现在我们来看看具体工厂的实现。

[java] 
   view plain
    copy
   
   
 
1. public class Factory1 extends AbstractFactory {  
2.   
3. @Override  
4. public Flyable createFlyable() {  
5. return new Aircraft();  
6.     }  
7.   
8. @Override  
9. public Moveable createMoveable() {  
10. return new Car();  
11.     }  
12.   
13. @Override  
14. public Writeable createWriteable() {  
15. return new Pen();  
16.     }  
17.   
18. }

抽象产品接口:

在具体工厂里,我们就可以生产一些具体的产品了。就是这里的Aircraft、Car、Pen。抽象的产品接口如下。

[java] 
   view plain
    copy
   
   
 
1. public interface Flyable {  
2.   
3. public void fly(int height);  
4. }

具体产品:

具体的产品则是要去实现这个接口,并实现其中的方法,如下:

[java] 
   view plain
    copy
   
   
 
1. public class Aircraft implements Flyable {  
2.   
3. @Override  
4. public void fly(int height) {  
5. "我是一架客运机,我目前的飞行高度为:" + height + "千米。");  
6.     }  
7.   
8. }

功能测试:

有了这些东西,那么我们就来好好生产一些产品吧。


[java] 
   view plain
    copy
   
   
 
1. public class FactoryTest {  
2.   
3. public static void main(String[] args) {  
4. new Factory1();  
5.         Flyable flyable = factory.createFlyable();  
6. 1589);  
7.           
8.         Moveable moveable = factory.createMoveable();  
9. 87.6);  
10.           
11.         Writeable writeable = factory.createWriteable();  
12. "Hello World.");  
13.     }  
14. }

  现在让我们来看一下,结果是否跟我们想的一样吧。


【设计模式】之工厂模式_设计模式_03

图-3 抽象工厂模式运行结果图


总结

以上就是工厂模式的基本实现和详细说明。包括了简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式。我们可以基于需求来选择合适的工厂模式。下面给出本文的所有代码的GitHub链接。