工厂模式

工厂模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。

介绍

意图：**定义一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。
主要解决：主要解决接口选择的问题。
何时使用：我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。
如何解决：让其子类实现工厂接口，返回的也是一个抽象的产品。
关键代码：创建过程在其子类执行。
应用实例： 1、您需要一辆汽车，可以直接从工厂里面提货，而不用去管这辆汽车是怎么做出来的，以及这个汽车里面的具体实现。 2、Hibernate 换数据库只需换方言和驱动就可以。
优点： 1、一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。 2、扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。 3、屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。
缺点：每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。
使用场景： 1、日志记录器：记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等，用户可以选择记录日志到什么地方。 2、数据库访问，当用户不知道最后系统采用哪一类数据库，以及数据库可能有变化时。 3、设计一个连接服务器的框架，需要三个协议，”POP3”、”IMAP”、”HTTP”，可以把这三个作为产品类，共同实现一个接口。
注意事项：**作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式，而简单对象，特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度。

实现

我们将创建一个 Shape 接口和实现 Shape 接口的实体类。下一步是定义工厂类 ShapeFactory。
FactoryPatternDemo，我们的演示类使用 ShapeFactory 来获取 Shape 对象。它将向 ShapeFactory 传递信息（CIRCLE / RECTANGLE / SQUARE），以便获取它所需对象的类型。
01.工厂模式（Factory Pattern） - 图1

步骤 1

创建一个接口:

Shape.java

public interface Shape { void draw(); }

步骤 2

创建实现接口的实体类。

Rectangle.java

public class Rectangle implements Shape {

@Override public void draw() { System.out.println(“Inside Rectangle::draw() method.”); } }

Square.java

public class Square implements Shape {

@Override public void draw() { System.out.println(“Inside Square::draw() method.”); } }

Circle.java

public class Circle implements Shape {

@Override public void draw() { System.out.println(“Inside Circle::draw() method.”); } }

步骤 3

创建一个工厂，生成基于给定信息的实体类的对象。

ShapeFactory.java

public class ShapeFactory {

//使用 getShape 方法获取形状类型的对象 public Shape getShape(String shapeType){ if(shapeType == null){ return null; }
if(shapeType.equalsIgnoreCase(“CIRCLE”)){ return new Circle(); } else if(shapeType.equalsIgnoreCase(“RECTANGLE”)){ return new Rectangle(); } else if(shapeType.equalsIgnoreCase(“SQUARE”)){ return new Square(); } return null; } }

步骤 4

使用该工厂，通过传递类型信息来获取实体类的对象。

FactoryPatternDemo.java

public class FactoryPatternDemo {

public static void main(String[] args) { ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();

  //获取 Circle 的对象，并调用它的 draw 方法
  Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");
  //调用 Circle 的 draw 方法
  shape1.draw();
  //获取 Rectangle 的对象，并调用它的 draw 方法
  Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
  //调用 Rectangle 的 draw 方法
  shape2.draw();
  //获取 Square 的对象，并调用它的 draw 方法
  Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");
  //调用 Square 的 draw 方法
  shape3.draw();

} }

步骤 5

执行程序，输出结果：
Inside Circle::draw() method.
Inside Rectangle::draw() method.
Inside Square::draw() method.

工厂方法模式一种创建对象的模式，它被广泛应用在jdk中以及Spring和Struts框架中；
工厂方法模式基于”输入”，应用在超类和多个子类之间的情况，这种模式将创建对象的责任转移到工厂类；
首先让我们学习一下如何在Java中应用工厂方法模式并且学习到工厂方法的优点，另外工厂方法模式也广泛应用在jdk中；
超类可以是接口、抽象类、父类，本例中将通过重写 toString() 方法来解释工厂方法模式；
实例

package com.journaldev.design.model;
public abstract class Computer {
    public abstract String getRAM();
    public abstract String getHDD();
    public abstract String getCPU();
    @Override
    public String toString(){
        return "RAM= "+this.getRAM()+", HDD="+this.getHDD()+", CPU="+this.getCPU();
    }
}

工厂设计模式子类

假设子类 PC 和 Server 实现了 Computer：

实例

package com.journaldev.design.model;
public class PC extends Computer 
{
    private String ram;
    private String hdd;
    private String cpu;
    public PC(String ram, String hdd, String cpu){
        this.ram=ram;
        this.hdd=hdd;
        this.cpu=cpu;
    }
    @Override
    public String getRAM() {
        return this.ram;
    }
    @Override
    public String getHDD() {
        return this.hdd;
    }
    @Override
    public String getCPU() {
        return this.cpu;
    }
}

Server 也实现了 Computer：

实例

package com.journaldev.design.model;
public class Server extends Computer {
    private String ram;
    private String hdd;
    private String cpu;
    public Server(String ram, String hdd, String cpu){
        this.ram=ram;
        this.hdd=hdd;
        this.cpu=cpu;
    }
    @Override
    public String getRAM() {
        return this.ram;
    }
    @Override
    public String getHDD() {
        return this.hdd;
    }
    @Override
    public String getCPU() {
        return this.cpu;
    }
}

工厂类

现在有了多个子类和超类，接下来可以创建工厂类了：

实例

package com.journaldev.design.factory;
import com.journaldev.design.model.Computer;
import com.journaldev.design.model.PC;
import com.journaldev.design.model.Server;
public class ComputerFactory {
    public static Computer getComputer(String type, String ram, String hdd, String cpu){
        if("PC".equalsIgnoreCase(type)) return new PC(ram, hdd, cpu);
        else if("Server".equalsIgnoreCase(type)) return new Server(ram, hdd, cpu);
        return null;
    }
}

需要重点指出的是：

工厂类可以是单例的，getComputer 可以是静态的；
getComputer 是工厂类的方法，且基于相同的参数类型返回了不同的对象；

01.工厂模式（Factory Pattern） - 图2
接下来是一个简单的测试客户端程序，它使用上面的工厂设计模式实现。

实例

package com.journaldev.design.test;
import com.journaldev.design.abstractfactory.PCFactory;
import com.journaldev.design.abstractfactory.ServerFactory;
import com.journaldev.design.factory.ComputerFactory;
import com.journaldev.design.model.Computer;
public class TestFactory {
    public static void main(String[] args) {
        Computer pc = ComputerFactory.getComputer("pc","2 GB","500 GB","2.4 GHz");
        Computer server = ComputerFactory.getComputer("server","16 GB","1 TB","2.9 GHz");
        System.out.println("Factory PC Config::"+pc);
        System.out.println("Factory Server Config::"+server);
    }
}

输出：
Factory PC Config::RAM= 2 GB, HDD=500 GB, CPU=2.4 GHz
Factory Server Config::RAM= 16 GB, HDD=1 TB, CPU=2.9 GHz

工厂设计模式的优点

面向接口编程，体现了面向对象的思想；
将创建对象的工作转移到了工厂类；

JDK 中的工厂设计模式实例
java.util.Calendar, ResourceBundle and NumberFormat getInstance() 使用了工厂方法模式；
valueOf() 在包装类中，如Boolean, Integer 也使用了工厂方法模式；

笔记
一、一句话概括工厂模式
简单工厂：一个工厂类，一个产品抽象类。
工厂方法：多个工厂类，一个产品抽象类。
抽象工厂：多个工厂类，多个产品抽象类。

二、生活中的工厂模式

简单工厂类：一个麦当劳店，可以生产多种汉堡。
工厂方法类：一个麦当劳店，可以生产多种汉堡。一个肯德基店，也可以生产多种汉堡。
抽象工厂类：百胜餐饮集团下有肯德基和百事公司，肯德基生产汉堡，百事公司生成百事可乐。

01.工厂模式（Factory Pattern）