设计模式---工厂模式

工厂模式

具体的需求

看一个披萨的项目：要便于披萨种类的扩展，要便于维护

披萨的种类很多（比如 GreekPizz、CheesePizz 等）
披萨的制作有 prepare、bake、cut、box
完成披萨店订购功能
在这里插入图片描述

public abstract class Pizza {protected String name;public void setName(String name) {this.name = name;}public abstract void prepare();public void bake() {System.out.println(name + " baking...");}public void cut() {System.out.println(name + " cutting...");}public void box() {System.out.println(name + " boxing...");}
}//希腊风味披萨
public class GreekPizza extends Pizza {@Overridepublic void prepare() {setName("GreekPizza");System.out.println(name + " preparing...");}
}// 奶酪披萨
public class CheesePizza extends Pizza {@Overridepublic void prepare() {setName("CheesePizza");System.out.println(name + " preparing...");}
}public class OrderPizza {public OrderPizza() {Pizza pizza = null;String orderType;do {orderType = getType();if ("cheese".equals(orderType)) {pizza = new CheesePizza();} else if ("greek".equals(orderType)) {pizza = new GreekPizza();} else {System.out.println("输入类型错误，程序退出");break;}pizza.prepare();pizza.bake();pizza.cut();pizza.box();} while (true);}private String getType() {System.out.println("请输入披萨类型：");BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));try {return reader.readLine();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();return "";}}
}

优缺点：简单好理解，但是扩展性不好，

简单工厂模式

简单工厂模式是属于创建型模式，是工厂模式的一种。简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式
简单工厂模式：定义了一个创建对象的类，由这个类来封装实例化对象的行为（代码）
在软件开发中，当我们会用到大量的创建某种、某类或者某批对象时，就会使用到工厂模式
在这里插入图片描述

public class PizzaFactory {public Pizza createPizza(String orderType) {Pizza pizza = null;switch (orderType) {case "cheese":pizza = new CheesePizza();break;case "greek":pizza = new GreekPizza();break;case "pepper":pizza = new PepperPizza();break;default:break;}return pizza;}
}public class OrderPizza {private PizzaFactory pizzaFactory;public OrderPizza(PizzaFactory pizzaFactory) {this.pizzaFactory = pizzaFactory;orderPizza();}public void orderPizza() {Pizza pizza = null;do {pizza = pizzaFactory.createPizza(getType());if (pizza == null) {System.out.println("Failed to Order Pizza");} else {pizza.prepare();pizza.bake();pizza.cut();pizza.box();}} while (true);}// ...
}

静态工厂模式

静态工厂模式也是简单工厂模式的一种，只是将工厂方法改为静态方法
在这里插入图片描述

public class PizzaFactory {public static Pizza createPizza(String orderType) {// ...}
}public class OrderPizza {public OrderPizza() {Pizza pizza;do {pizza = PizzaFactory.createPizza(getType());// ...} while (true);}

工厂方法模式

工厂方法模式设计方案：将披萨项目的实例化功能抽象成抽象方法，在不同的口味点餐子类中具体实现
工厂方法模式：定义了一个创建对象的抽象方法，由子类决定要实例化的类。工厂方法模式将对象的实例化推迟到子类

披萨项目新的需求：客户在点披萨时，可以点不同口味的披萨，比如北京的奶酪 Pizza、北京的胡椒 Pizza 或者是伦敦的奶酪 Pizza、伦敦的胡椒 Pizza
思路1：使用简单工厂模式，创建不同的简单工厂类，比如 BJPizzaFactory、LDPizzaFactory 等等。从当前这个案例来说，也是可以的，但是考虑到项目的规模，以及软件的可维护性、可扩展性并不是特别好
思路2：使用工厂方法模式

在这里插入图片描述

public abstract class OrderPizza {public void orderPizza() {Pizza pizza = null;do {pizza = createPizza(getType());if (pizza == null) {System.out.println("Failed to Order Pizza");} else {pizza.prepare();pizza.bake();pizza.cut();pizza.box();}} while (true);}public abstract Pizza createPizza(String orderType);// ...
}public class LDOrderPizza extends OrderPizza {@Overridepublic Pizza createPizza(String orderType) {Pizza pizza = null;switch (orderType) {case "cheese":pizza = new LDCheesePizza();break;case "pepper":pizza = new LDPepperPizza();break;default:break;}return pizza;}
}
public class BJOrderPizza extends OrderPizza {@Overridepublic Pizza createPizza(String orderType) {Pizza pizza = null;switch (orderType) {case "cheese":pizza = new BJCheesePizza();break;case "pepper":pizza = new BJPepperPizza();break;default:break;}return pizza;}
}

抽象工厂模式

抽象工厂模式：定义了一个 interface 用于创建相关或有依赖关系的对象簇，而无需指明具体的类
抽象工厂模式可以将简单工厂模式和工厂方法模式进行整合
从设计层面看，抽象工厂模式就是对简单工厂模式的改进（或者称为进一步的抽象）
将工厂抽象成两层，AbsFactory（抽象工厂）和具体实现的工厂子类。程序员可以根据创建对象类型使用对应的工厂子类。这样将单个的简单工厂类变成了工厂簇，更利于代码的维护和扩展

在这里插入图片描述

public interface AbsPizzaFactory {Pizza createPizza(String orderType);
}public class BJPizzaFactory implements AbsPizzaFactory {@Overridepublic Pizza createPizza(String orderType) {Pizza pizza = null;switch (orderType) {case "cheese":pizza = new BJCheesePizza();break;case "pepper":pizza = new BJPepperPizza();break;default:break;}return pizza;}
}public class LDPizzaFactory implements AbsPizzaFactory {@Overridepublic Pizza createPizza(String orderType) {Pizza pizza = null;switch (orderType) {case "cheese":pizza = new LDCheesePizza();break;case "pepper":pizza = new LDPepperPizza();break;default:break;}return pizza;}
}

总结

工厂模式的意义：将实例化对象的代码提取出来，放到一个类中统一管理和维护，达到和主项目的依赖关系的解耦。从而提高项目的扩展和维护性

三种工厂模式：简单工厂模式（静态工厂方法也是简单工厂模式的一种）、工厂方法模式、抽象工厂模式

设计模式的依赖抽象原则
创建对象实例时，不要直接 new 类，而是把这个 new 类的动作放在一个工厂的方法中并返回。有的书上说，变量不要直接持有具体类的引用
不要让类继承具体类，而是继承抽象类或者是实现 interface（接口）
不要覆盖基类中已经实现的方法

工厂方法模式和抽象工厂模式的区别

不同点
工厂方法模式：一个产品等级结构，产品分类单一一个抽象工厂只生产一个抽象产品，一个具体工厂只生产一个具体产品，不同的工厂实例创建不同的产品实例
抽象工厂模式：多个产品等级结构，产品分类多样，一个抽象工厂可生产多个抽象产品，一个具体工厂可生产不同的工厂实例创建不同的产品族实例多个具体产品
相同点
一个抽象工厂可派生出多个具体工厂，一个抽象产品可派生出多个具体产品，都是创建型模式，关心的都是如何创建对象

最初，你有一块菜地，简单种了点大白菜、黄瓜和辣椒

// 大白菜
public class ChineseCabbage {}
// 黄瓜
public class Cucumber {}
// 青椒
public class GreenPeper {}

但是，你也发现一些不足：容易受到病虫害的侵扰、天冷容易冻坏、大风大雨肥料容易流失等，
后来，老徐赚了点钱，搭了一个菜棚子，专门种植这些蔬菜

public interface Vegetable {}
// 大白菜
public class ChineseCabbage implements Vegetable {}
// 黄瓜
public class Cucumber implements Vegetable {}
// 青椒
public class GreenPeper implements Vegetable {}
public enum VegetableType {大白菜, 黄瓜, 青椒
}
public class VegetableShed {public Vegetable plantVegetable(String type) {Vegetable vegetable = null;if (VegetableType.大白菜.name().equals(type)) {vegetable = new ChineseCabbage();} else if (VegetableType.黄瓜.name().equals(type)) {vegetable = new Cucumber();} else if (VegetableType.青椒.name().equals(type)) {vegetable = new GreenPeper();}return vegetable;}
}

在老徐的精心栽培下，种植出来的蔬菜不仅免除了病虫害的侵扰，天冷也不很少冻坏了，而且还减少了施肥的用量，产量也大大增加了
没过多久，老徐又种了新的菜品：萝卜和胡萝卜

// 萝卜
public class Radish implements Vegetable{}
// 胡萝卜
public class Carrot implements Vegetable{}
public enum VegetableType {大白菜, 黄瓜, 青椒, 萝卜, 胡萝卜
}
public class VegetableShed {public Vegetable plantVegetable(String type) {Vegetable vegetable = null;if (VegetableType.大白菜.name().equals(type)) {vegetable = new ChineseCabbage();} else if (VegetableType.黄瓜.name().equals(type)) {vegetable = new Cucumber();} else if (VegetableType.青椒.name().equals(type)) {vegetable = new GreenPeper();} else if (VegetableType.萝卜.name().equals(type)) {vegetable = new Radish();} else if (VegetableType.胡萝卜.name().equals(type)) {vegetable = new Carrot();}return vegetable;}
}

不过随着蔬菜产量越来越多，一个菜棚子已经放不下了，于是，老徐搞了个大菜园子，然后给每种蔬菜都搭建了专门的菜棚子

// 蔬菜棚子
public interface VegetableShed {Vegetable plantVegetable();
}
// 大白菜棚子
public class ChineseCabbageShed implements VegetableShed {@Overridepublic ChineseCabbage plantVegetable() {return new ChineseCabbage();}
}
// 黄瓜棚子
public class CucumberShed implements VegetableShed {@Overridepublic Cucumber plantVegetable() {return new Cucumber();}
}
// 青椒棚子
public class GreenPeperShed implements VegetableShed {@Overridepublic GreenPeper plantVegetable() {return new GreenPeper();}
}
// 萝卜棚子
public class RadishShed implements VegetableShed {@Overridepublic Radish plantVegetable() {return new Radish();}
}
// 胡萝卜棚子
public class CarrotShed implements VegetableShed{@Overridepublic Carrot plantVegetable() {return new Carrot();}
}

没过多久，老徐又搞了点冬瓜和南瓜

// 冬瓜
public class Waxgourd implements Vegetable {}
// 南瓜
public class Pumpkin implements Vegetable{}
// 冬瓜棚子
public class WaxgourdShed implements VegetableShed {@Overridepublic Waxgourd plantVegetable() {return new Waxgourd();}
}
// 南瓜棚子
public class PumpkinShed implements VegetableShed {@Overridepublic Pumpkin plantVegetable() {return new Pumpkin();}
}

起初，小徐有了这个想法，于是便制定了一套标准

// 电池
public interface Battery {}
// 摄像头
public interface Camera {}
// 芯片
public interface Chip {}
// 屏幕
public interface Screen {}
// 手机组件工厂
public abstract class PhoneComponentFactory {public abstract Chip productChip();public abstract Camera productCamera();public abstract Screen productScreen();public abstract Battery productBattery();
}

后来，小徐对手机的各个组件深入了解一番后，采购了一批手机组件，并准备生产一套手机，型号定为 X1

// 镍铬电池
public class NickelCadmiumBattery implements Battery {}
// 单摄摄像头
public class SingleCamera implements Camera {}
// 麒麟芯片
public class KylinChip implements Chip {}
// OLED屏
public class OledScreen implements Screen {}
// X1 手机组件工厂
public class X1PhoneComponentFactory extends PhoneComponentFactory {@Overridepublic Chip productChip() {return new KylinChip();}@Overridepublic Camera productCamera() {return new SingleCamera();}@Overridepublic Screen productScreen() {return new OledScreen();}@Overridepublic Battery productBattery() {return new NickelCadmiumBattery();}
}

没想到，第一次做手机就很顺利，小徐决心做一套更好的出来，于是又采购了一套手机组件，并生产了 X2 手机

// 锂离子电池
public class LithiumIonBattery implements Battery {}
// 双摄摄像头
public class DuoCamera implements Camera {}
// 骁龙芯片
public class SnapdragonChip implements Chip {}
// IPS屏
public class IpsScreen implements Screen {}
// X2 手机组件工厂
public class X2PhoneComponentFactory extends PhoneComponentFactory {@Overridepublic Chip productChip() {return new SnapdragonChip();}@Overridepublic Camera productCamera() {return new DuoCamera();}@Overridepublic Screen productScreen() {return new IpsScreen();}@Overridepublic Battery productBattery() {return new LithiumIonBattery();}
}

但因为成本和售价很高，小徐没有卖出多少部。于是小徐便多次进行组件搭配的调整，最终小徐找到了性价比最高的搭配方式，做出了 X3，销量遥遥领先

public class X3PhoneComponentFactory extends PhoneComponentFactory {@Overridepublic Chip productChip() {return new KylinChip();}@Overridepublic Camera productCamera() {return new SingleCamera();}@Overridepublic Screen productScreen() {return new IpsScreen();}@Overridepublic Battery productBattery() {return new LithiumIonBattery();}
}