工厂模式详解

简单工厂模式
- 定义
- 代码示例
工厂方法模式
抽象工厂模式

简单工厂模式

定义

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）是值一个工厂对象觉得创建出哪一种产品类的实例。
属于创建型模式，但是它不属于GOF 23种设计模式。
简单工厂使用于工厂类负责创建的对象较少的场景，并且客户端值需要传入工厂类的参数，对于如何创建对象的逻辑不需要关系。

代码示例

我们以我们生活中常见的小汽车为例，小汽车有宝马、奔驰、玛萨拉蒂等等品牌，那么我么可以定义一个小汽车的标准接口ICar：

public interface ICar {
    // 生产汽车
    void create();
}

创建一个宝马汽车的示例BMW：

public class BMW implements ICar {
    @Override
    public void create() {
        System.out.println("======生产宝马汽车======");
    }
}

客户端在调用的时候，我们一般是这样写的：

 public static void main(String[] args) {
     ICar car = new BMW();
     car.create();
 }

上面代码中，父类ICar指向了子类BMW的引用。一般我们这样写没什么问题，但是如果在业务需要扩展，需要创建更多的品牌的汽车时，那么我们的客户端依赖会变得越来越臃肿，要减弱客户端的依赖，那我们就需要将创建细节隐藏，使用一个简单工厂类来优化我们的代码。

public class CarFactory {
    public ICar create(String name) {
        if ("BMW".equals(name)) {
            return new BMW();
        } else if ("benz".equals(name)) {
            return new Benz();
        }
        return null;
    }
}

修改客户端调用代码：

public class SimpleFactoryTest {
    public static void main(String[] args) {
        CarFactory carFactory = new CarFactory();
        ICar car = carFactory.create("BMW");
        car.create();
    }
}

客户端调用是简单了，但是我们的工厂类违反了开闭原则，因为在有新的汽车要生产时，我们需要修改 CarFactory 中的 create 方法。我们可以用反射技术，来对工厂类进行优化：

public class CarFactory {
    public ICar create(Class clazz) {
        try {
            if (clazz != null) {
                return (ICar) clazz.newInstance();
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

这时候，我们调用时只需要传入 Class 对象即可，这样既避免了在客户端调用时传错参数，也可以避免工厂类的修改。

工厂方法模式

定义

工厂方法模式（Fatory Method Pattern）是指定义一个创建对象的接口，但让实现这个接口的类来决定实例化哪个类，工厂方法让类的实例化推迟到子类中进行。
工厂方法模式主要解决产品扩展的问题，在简单工厂中，随着产品链的丰富，如果每个汽车的创建逻辑有区别的话，工厂的职责会变得越来越多，有点像万能工厂，并不便于维护。根据单一职责原则我们将职能继续拆分，专人干专事。宝马汽车有宝马工厂创建，奔驰汽车由奔驰工厂创建，这样无论汽车的生产有怎样特殊的需求，都不影响其他汽车的生产。

代码示例

我们先对工厂做一个顶层抽象：

public interface ICarFactory {
    ICar create();
}

在分别创建子工厂，BMWFactory和BenzFactory：

public class BMWFactory implements ICarFactory {
    @Override
    public ICar create() {
        return new BMW();
    }
}

public class BenzFactory implements ICarFactory {
    @Override
    public ICar create() {
        return new Benz();
    }
}

客户端调用如下：

public class FactoryMethodTest {
    public static void main(String[] args) {
        ICarFactory factory = new BMWFactory();
        ICar bmw = factory.create();
        bmw.create();
        ICarFactory factory2 = new BenzFactory();
        ICar benz = factory2.create();
        benz.create();
    }
}

使用场景

工厂方法使用于以下场景：

创建对象需要大量的重复代码
客户端不依赖于产品类实例如何被创建、实现等细节
一个类通过其子类来指定创建的对象。

缺点
虽然工厂方法简单，清晰，但是当需要创建的产品过多时会导致类爆炸。要解决类爆炸的问题，就需要用到抽象工厂模式。

抽象工厂模式

定义
抽象工厂模式（Abastract Factory Pattern）是指提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，无须指定他们具体的类。客户端（应用层）不依赖于产品类实例如何被创建、实现等细节，强调的是一系列相关的产品对象（属于同一产品族）一起使用创建对象需要大量重复的代码。需要提供一个产品类的库，所有的产品以同样的接口出现，从而使客户端不依赖于具体实现。
在讲解抽象工厂模式之前，我们需要先了解两个概念：产品族和产品等级结构。
产品族：所谓的产品族即是同一个厂家生产的多个产品。
产品等级结构：产品等级结构即有多个厂家可以生成相同的产品。
比如工厂A能够生产 A、B、C三种产品，工厂B也能生产A、B、C三种产品，那么A、B、C就表示一个产品族，工厂A 生产 A 和工厂B生产的A就表示一个产品等级结构。

代码示例
我们还是以汽车为例，一个汽车的组成是有发动机、车身、变速箱等等部件组成。我们先来创建一个ICarFactory的工厂接口：
```
public interface ICarFactory {
 ICarBody createBody();
 IEngine createEngine();
 IGearbox createGearbox();
}
```
然后创建需要使用到的产品接口
```
public interface ICarBody {
 void create();
}
```
```
public interface IEngine {
 void create();
}
```
```java public interface IGearbox { void create(); }

这些产品的实现：
```java
public class BMWBody implements ICarBody {
    @Override
    public void create() {
        System.out.println("生产bmw车身");
    }
}

public class BMWEngine implements IEngine {
    @Override
    public void create() {
        System.out.println("生产bmw 引擎");
    }
}

public class BMWGearbox implements IGearbox {
    @Override
    public void create() {
        System.out.println("生产bmw变速箱");
    }
}

产品族工厂：

public class BmwFactory implements ICarFactory {
    @Override
    public ICarBody createBody() {
        return new BMWBody();
    }
    @Override
    public IEngine createEngine() {
        return new BMWEngine();
    }
    @Override
    public IGearbox createGearbox() {
        return new BMWGearbox();
    }
}

测试：

public class AbstractFactoryTest {
    public static void main(String[] args) {
        ICarFactory carFactory = new BmwFactory();
        carFactory.createBody().create();
        carFactory.createEngine().create();
        carFactory.createGearbox().create();
    }
}

其它产品族的工厂和产品定义类似。

缺点

抽象工厂虽然能一定程度上解决类爆炸的问题，但是很显然它不符合开闭原则。这是因为我们在产品族中加入一个产品时，从抽象工厂到具体实现都需要修改。因此抽象工厂也是优缺点点。
1、规定了所有可能被创建的产品集合，产品族中扩展新的产品困难，需要修改抽象工厂的接口。
2、增加了系统的抽象性和理解难度。

简单工厂模式

定义

代码示例

工厂方法模式

定义

代码示例

使用场景

缺点

抽象工厂模式

定义

代码示例

缺点