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工廠模式定義
工廠方法(Factory Method)模式的意義是定義一個建立產品物件的工廠介面，將實際建立工作推遲到子類當中。核心工廠類不再負責產品的建立，這樣核心類成為一個抽象工廠角色，僅負責具體工廠子類必須實現的介面，這樣進一步抽象化的好處是使得工廠方法模式可以使系統在不修改具體工廠角色的情況下引進新的產品。
看下 GOF為工廠模式的定義：
“Define an interface for creating an object, but let subclasses decide which class to instantiate. Factory Method lets a class defer instantiation to subclasses.”(在基類中定義建立物件的一個介面，讓子類決定例項化哪個類。工廠方法讓一個類的例項化延遲到子類中進行。)
工廠模式分類
- 簡單工廠模式 (Simple Factory)，又稱靜態工廠方法模式 （Static Factory Method Pattern）。
- 工廠方法模式（Factory Method）。
- 抽象工廠模式（Abstract Factory）。
使用場景
- 生產一個傳送訊息的 產品物件，比如通過郵件、簡訊、微信公眾號等產品傳送訊息給使用者。
- Spring 中 FactoryBean 的 getObject();spring 中 各種各樣的 bean。就可以通過工廠模式建立並且實現了依賴解耦。
工廠模式的優點
- 解耦：把物件的建立和使用分開。
- 降低程式碼複雜度：如果某個物件的建立比較複雜，或者其過程比較多的步驟。多個地方都會使用就會產生很多重複程式碼
- 降低維護成本：建立過程有工廠統一管理，當業務發生變化，不需要去找程式碼中建立物件 A 的地方組個修改，只要在工廠裡面修改即可。開閉原則。
簡單工廠模式
其實這個並不算設計模式，適合建立簡單物件，建立的物件較少。客戶端不關心物件的建立過程。
簡單工廠模式角色
- 工廠角色（Factory）：簡單工廠模式的核心，負責建立所有例項的內部邏輯，提供外部使用建立所需要的產品。
- 抽象產品角色（Product）：簡單工廠所建立的型別。
- 具體產品(Concrete Product)角色:簡單工廠模式的建立目標，所有建立的物件都是充當這個角色的某個具體類的例項。
簡單工廠程式碼實現
建立傳送器介面,也就是產品角色
public interface Sender {
/**
* 傳送資訊
* @param to 收件人
* @param msg 訊息
* @return
*/
boolean send(String to, String msg);
}建立具體產品，分別是郵件傳送器、簡訊傳送器。
public class MailSender implements Sender {
@Override
public boolean send(String to, String msg) {
System.out.println("MailSender:收件人：" + to + ",訊息為：" + msg);
return true;
}
}
public class SmsSender implements SenderService {
@Override
public boolean send(String to, String msg) {
System.out.println("SmsSender:收件人：" + to + ",訊息為：" + msg);
return true;
}
}建立簡單工廠
/**
* 工廠類，建立例項物件。缺點當字串輸錯則得不到物件
* @author unique
*
*/
public class SendFactory {
public Sender getObject(String type) {
Sender sender = null;
switch (type) {
case "mail":
senderService = new MailSender();
break;
case "sms":
senderService = new SmsSender();
break;
default:
System.out.println("請輸入正確型別");
break;
}
return sender;
}
}單元測試
public class SimpleFactoryTest {
public static void main(String[] args) {
SendFactory factory = new SendFactory();
Sender sender = factory.getObject("mail");
sender.send("大兄弟", "你是最棒的！");
}
}缺點
當我們新增產品類的時候，就需要修改工廠類中的 getObject() 方法，不符合 開放-封閉原則。
工廠方法模式
工廠模式中使用最多的一種。
與簡單公差個模式最大的區別就是我們不再提供一個統一的工廠來建立所有的產品，二十針對不同的產品提供不同的工廠。也就是每個產品都有一個與之對應的工廠。
適用場景
- 一個類不知道它所需要的物件的類：在工廠方法模式中，客戶端不需要知道具體產品類的類名，只需要知道所對應的工廠即可，具體的產品物件由具體工廠類建立；客戶端需要知道建立具體產品的工廠類。
- 一個類通過其子類來指定建立哪個物件：在工廠方法模式中，對於抽象工廠類只需要提供一個建立產品的介面，而由其子類來確定具體要建立的物件，利用物件導向的多型性和里氏原則。
- 建立物件的任務委託給多個工廠子類中的某一個，客戶端在使用時可以無需關心是哪一個工廠子類建立產品子類，需要時再動態指定，可將具體工廠類的類名儲存在配置檔案或資料庫中。
工廠方法模式角色
- 抽象工廠(Abstract Factory)角色：是工廠方法模式的核心，與應用程式無關。任何在模式中建立的物件的工廠類必須實現這個介面。
- 具體工廠(Concrete Factory)角色 ：這是實現抽象工廠介面的具體工廠類，包含與應用程式密切相關的邏輯，並且受到應用程式呼叫以建立某一種產品物件。
- 抽象產品(AbstractProduct)角色 ：工廠方法模式所建立的物件的超型別，也就是產品物件的共同父類或共同擁有的介面。
- 具體產品(Concrete Product)角色 ：這個角色實現了抽象產品角色所定義的介面。某具體產品有專門的具體工廠建立，它們之間往往一一對應
程式碼示例
基於上面的簡單工廠，我們改造下。新建一個抽象工廠角色
public interface SenderFactory {
/**
* 生成物件
* @return
*/
public Sender getObject();
}增加簡訊、郵件工廠類，實現抽象工廠介面。
public class SendMailFactory implements SenderFactory {
@Override
public Sender getObject() {
return new MailSender();
}
}
public class SendSmsFactory implements SenderFactory {
@Override
public Sender getObject() {
return new SmsSenderServiceImpl();
}
}測試程式碼
public class Test {
public static void main(String[] args) {
SenderFactory senderFactory = new SendMailFactory();
Sender sender = senderFactory.getObject();
sender.send("大兄弟", "你是最棒的！");
}
}抽象工廠模式
在工廠方法模式中，其實我們有一個潛在意識的意識。那就是我們生產的都是同一類產品。抽象工廠模式是工廠方法的僅一步深化，在這個模式中的工廠類不單單可以建立一種產品，而是可以建立一組產品。這個產品會依賴多個合成一個。比如我們的電腦廠商 有因特爾和AMD 生產的主機板與CPU。這個產品族有CPU跟主機板。
抽象工廠模式和工廠方法模式一樣，都符合開放-封閉原則。但是不同的是，工廠方法模式在增加一個具體產品的時候，都要增加對應的工廠。但是抽象工廠模式只有在新增一個型別的具體產品時才需要新增工廠。也就是說，工廠方法模式的一個工廠只能建立一個具體產品。而抽象工廠模式的一個工廠可以建立屬於一類型別的多種具體產品。工廠建立產品的個數介於簡單工廠模式和工廠方法模式之間。
適用場景
- 和工廠方法一樣客戶端不需要知道它所建立的物件的類。
- 需要一組物件共同完成某種功能時，並且可能存在多組物件完成不同功能的情況。（同屬於同一個產品族的產品）
- 系統結構穩定，不會頻繁的增加物件。（因為一旦增加就需要修改原有程式碼，不符合開閉原則）
抽象工廠方法模式的角色與工廠方法模式一致
我們的電腦有主機板、CPU、記憶體…組成。這些都是產品，現在提供一個工廠，直接同時生產出 CPU與對應的主機板，避免單獨去建立。也就是所謂的一套，一個系列。
比如 有因特爾工廠出品的 CPU 與 主機板，AMD 工廠出品的 CPU 與主機板。
程式碼示例
定義CPU 與主機板兩個產品
public interface CPU {
void calculate();
}
public interface Mainboard {
void installCPU();
}以及產品的具體實現,比如 AMD 公司出品的、因特爾公司出品的 CPU 與主機板
public class AmdCpu implements CPU {
/**
* CPU的針腳數
*/
private int pins = 0;
public AmdCpu(int pins) {
this.pins = pins;
}
@Override
public void calculate() {
System.out.println("AMD CPU的針腳數：" + pins);
}
}
public class IntelCPU implements CPU {
/**
* CPU的針腳數
*/
private int pins = 0;
public IntelCPU(int pins) {
this.pins = pins;
}
@Override
public void calculate() {
System.out.println("Intel CPU的針腳數：" + pins);
}
}
public class AmdMainboard implements Mainboard {
/**
* CPU插槽的孔數
*/
private int cpuHoles = 0;
/**
* 構造方法，傳入CPU插槽的孔數
*
* @param cpuHoles
*/
public AmdMainboard(int cpuHoles) {
this.cpuHoles = cpuHoles;
}
@Override
public void installCPU() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("AMD主機板的CPU插槽孔數是：" + cpuHoles);
}
}
public class IntelMainboard implements Mainboard {
/**
* CPU插槽的孔數
*/
private int cpuHoles = 0;
/**
* 構造方法，傳入CPU插槽的孔數
*
* @param cpuHoles
*/
public IntelMainboard(int cpuHoles) {
this.cpuHoles = cpuHoles;
}
@Override
public void installCPU() {
System.out.println("Intel主機板的CPU插槽孔數是：" + cpuHoles);
}
}接著我們先建立一個抽象工廠角色，能生產 CPU 與主機板系列產品的工廠方法定義。
public interface MainboardCPUFactory {
/**
* 建立CPU物件
*
* @return CPU物件
*/
public CPU createCpu();
/**
* 建立主機板物件
*
* @return 主機板物件
*/
public Mainboard createMainboard();
}因特爾工廠定義
public class IntelFactory implements MainboardCPUFactory {
@Override
public CPU createCpu() {
return new IntelCPU(755);
}
@Override
public Mainboard createMainboard() {
return new IntelMainboard(755);
}
}AMD 工廠
public class AmdFactory implements MainboardCPUFactory {
@Override
public CPU createCpu() {
return new AmdCpu(938);
}
@Override
public Mainboard createMainboard() {
return new AmdMainboard(938);
}
}最後我們來測試
public class AbstactFactoryTest {
public static void main(String[] args) {
//使用因特爾工廠生產
MainboardCPUFactory intelFactory = new IntelFactory();
CPU cpu = intelFactory.createCpu();
Mainboard mainboard = intelFactory.createMainboard();
mainboard.installCPU();
cpu.calculate();
}
}列印
Intel主機板的CPU插槽孔數是：755
Intel CPU的針腳數：755關注公眾號 JavaStorm 給你更多精彩。
