23种设计模式之——工厂设计模式

梦里梦外; 2022-03-17 13:14 266阅读 0赞

前言：记得大二时上过一门设计模式的课，当时听的那叫一个懵逼。。如今工作半年了，想把东西再捡起来，顺便记录一下。。工厂模式是平时接触的多一点的，就从工厂模式开始吧…

#### 什么是工厂设计模式？ ####

> 工厂设计模式，顾名思义，就是用来生产对象的，是一种创建型设计模式。在面向对象语言中，万物皆对象，这些对象都需要创建，如果创建的时候直接new该对象，就会对该对象耦合严重，假如我们要更换对象，所有new对象的地方都需要修改一遍，这显然违背了软件设计的开闭原则，如果我们使用工厂来生产对象，我们就只和工厂打交道就可以了，彻底和对象解耦，如果要更换对象，直接在工厂里更换该对象即可，达到了与对象解耦的目的；所以说，工厂模式最大的优点就是：**解耦**

工厂模式又包含三种：

*  简单工厂
 *  工厂方法
 *  抽象工厂

#### 简单工厂设计模式 ####

定义：一个工厂方法，生存某类的对象。

角色：

1.  **抽象产品**
2.  **具体产品**
3.  **具体工厂**
4.  **产品使用者**

工厂模式是用来创建某一类对象的工厂，因此需要首先抽象产品，比如苹果，橘子都属于水果，因此我们可以先抽象出一个水果类，再定义一个水果工厂，用来生产不同的水果

水果接口：

public interface Fruit{ 
        void eat();  // 定义一个水果被吃了的方法
    }

具体类：苹果或者橘子

public class Apple implement Fruit{ 
        @Override
        void eat(){ 
            System.out.print("苹果被吃了");
        }
    }
    public class Orange implement Fruit{ 
        @Override
        void eat(){ 
            System.out.print("橘子被吃了");
        }
    }

具体工厂：水果工厂类

public class FruitFactory{ 
        // 提供一个静态方法给外部使用
        public static Fruit createFruit(String type){ 
            switch(type){ 
                case 'apple':
                    return new Apple();
                    break;
                case 'orange':
                    return new Orange();
                    break;
                // ... 还可以有很多
                default:
                    System.out.print("暂不支持生产该类型");
            }
        }
    }

产品使用：

Apple apple = (Apple)FruitFactory.createFruit("apple");
    apple.eat();// 苹果被吃了

以上就是简单工厂模式，其思想就是将类的创建交个工厂，当需要某个类时，从工厂里取。简单工厂模式虽然简单，但有其弊端，就是当我需要生产一种新的水果产品，需要修改工厂，这显然违反了六大设计原则的开闭原则。

为解决该问题我们介绍第二种工厂模式：

#### 工厂方法设计模式 ####

定义：将工厂提取成一个接口或抽象类，具体生产什么产品由子类决定；

角色：

1.  **抽象产品**
2.  **具体产品**
3.  **抽象工厂**
4.  **具体工厂**

和简单工厂类一样，我们需要将产品抽象出来，还用水果类，这次我们将工厂也抽象出来，具体生产什么由子类决定：

> 省略水果接口，苹果类，橘子类。。。

工厂接口

public interface FruitFactory{ 
        Fruit createFruit();// 生产水果的方法
    }

苹果工厂

public AppleFactory implements FruitFactory{ 
        @Override
        Fruit createFruit(){ 
            return new Apple();
        }
    }
    // 橘子工厂
    public OrangeFactory implements FruitFactory{ 
        @Override
        Fruit createFruit(){ 
            return new Orange();
        }
    }

使用产品

AppleFactory af=new AppleFactory();
    Apple apple = af.createFruit();

以上这种方式，虽然解耦了，也遵循了开闭原则，但是问题根本还是没有解决啊，换汤没换药，如果我需要的产品很多的话，需要创建非常多的工厂，所以这种方式的缺点也很明显；于是我们再来看最后一种工厂模式：

#### 抽象工厂设计模式 ####

定义：为创建一组相关或者是相互依赖的对象提供的一个接口，而不需要指定它们的具体类。  
角色：

1.  **抽象产品**
2.  **具体产品**
3.  **抽象工厂**
4.  **具体工厂**

抽象工厂和工厂方法的模式基本一样，区别在于，工厂方法是生产一个具体的产品，而抽象工厂可以用来生产一组相同，有相对关系的产品；重点在于一组，一批，一系列；举个例子，假如生产小米手机（一不小心就给小米打了个广告~），小米手机有很多系列，小米note、红米note等；假如小米note生产需要的配件有825的处理器，6英寸屏幕，而红米只需要650的处理器和5寸的屏幕就可以了；用抽象工厂来实现：

cpu接口和实现类

public interface Cpu { 
        void run();
    
        class Cpu650 implements Cpu { 
            @Override
            public void run() { 
                System.out.print("650cpu运行了"); 
            }
        }
    
        class Cpu825 implements Cpu { 
            @Override
            public void run() { 
                System.out.print("825cpu运行了"); 
            }
        }
    }

屏幕接口和实现类

public interface Screen { 
    
        void size();
    
        class Screen5 implements Screen { 
    
            @Override
            public void size() { 
                System.out.print("5寸的显示屏");
            }
        }
    
        class Screen6 implements Screen { 
    
            @Override
            public void size() { 
               System.out.print("6寸的显示屏");
            }
        }
    }

工厂接口

public interface PhoneFactory { 
    
        Cpu getCpu();//使用的cpu
    
        Screen getScreen();//使用的屏幕
    }

具体工厂实现类：小米手机工厂类

public class XiaoMiFactory implements PhoneFactory { 
        @Override
        public Cpu getCpu() { 
            return new Cpu825();//高性能处理器
        }
    
        @Override
        public Screen getScreen() { 
            return new Screen6();//6寸大屏
        }
    }

具体工厂实现类：红米手机工厂类

public class HongMiFactory implements PhoneFactory { 
    
        @Override
        public Cpu getCpu() { 
            return new Cpu650();//高效处理器
        }
    
        @Override
        public Screen getScreen() { 
            return new Screen5();//小屏手机
        }
    }

现在可以在两种cpu和两种屏幕任意组合，得到相应性能的手机，以上例子可以看出，抽象工厂可以解决一系列的产品生产的需求，对于大批量，多系列的产品，用抽象工厂可以更好的管理和扩展；

#### 总结 ####

1、对于简单工厂和工厂方法来说，两者的使用方式实际上是一样的，如果对于产品的分类和名称是确定的，数量是相对固定的，推荐使用简单工厂模式；  
2、抽象工厂用来解决相对复杂的问题，适用于一系列、大批量的对象生产；