常用的設計模式之工廠模式

寫在前面的話：

   雖然在我們的日常開發過程中，不用設計模式也可以完成相應的功能，但是用好的設計模式可以幫助我們更好的解決實際問題，設計模式一個重要的思想是解耦，降低代碼間的粘着性。幾乎我們所有的java框架和源碼都使用了良好的設計模式，比如spring就使用了諸如BeanFactory的工廠模式，mybatis框架的模板模式等等。學習設計模式可以更好的讓我們把業務轉化成技術實現。

   工廠模式從名字上來看,脫離於現實生活中的工廠，就是生成和製造各種產品的，比如口罩工廠。在Java的世界裏，工廠模式，也是同樣的道理，也是用來生產東西的（類實例對象）。在沒有該模式的情況下，我們一般生產對象（創建對象）一般都是採用new的形式。那爲什麼有了new的方式，還要提出一種“工廠模式”呢？原因其實還是比較容易理解，就比如這個生產口罩的工廠內部，口罩分多鐘型號，KN94/KN95/KF94等等。假如一個公民想要買口罩，我得告訴工廠我要哪種型號的吧，然後它生產出來給我。但生產某種型號的過程我是不知道的，不知道用了什麼材料，不知道用了什麼工藝對吧？ 然後反過來想new的這種方式，一般代碼爲KouZhao kouZhao = new KouZhao()，使用new 的前提是什麼？得先知道KouZhao這個類吧，也就是說我得知道KouZhao是要用什麼材料用什麼工藝來做的，工廠模式就是 將這個過程隱藏起來只給結果給調用方。

1.簡單工廠模式

  簡單工廠就是我給你型號，你幫我生產，隱藏生產過程。new是我自己知道這個型號的製作過程和原理，自己申明生產過程。就 是傳入一個型號名稱（形參），內部if-else去判斷生產對象型號名稱的口罩。如果要新增型號，只能修改該工廠內部的if-else語句，新增判斷。

    KouZhaoFactory factory = new KouZhaoFactory();
    KN94KouZhao kn94 = (KN94KouZhao) factory.create("KN94");
    KN95KouZhao kn95 = (KN95KouZhao) factory.create("KN95");
    KF94KouZhao kf94 = (KF94KouZhao) factory.create("KF94");
    kn94.protect();
    kn95.protect();
    kf94.protect();

爲了避免字符串寫錯造成的問題可以使用反射改進一下：

 

KouZhaoFactory代碼如下:

 KouZhao create(Class <? extends  KouZhao> clazz){
       try {
         if (clazz!=null) {
            return clazz.newInstance();
         }
       } catch (Exception e) {
         e.printStackTrace();
       }
       return  null;
    }

 測試方法如下：

    KouZhaoFactory factory = new KouZhaoFactory();
    KN94KouZhao kn94 =(KN94KouZhao) factory.create(KN94KouZhao.class);
    KN95KouZhao kn95 =(KN95KouZhao) factory.create(KN95KouZhao.class);
    KF94KouZhao kf94 =(KF94KouZhao) factory.create(KF94KouZhao.class);
    kn94.protect();
    kn95.protect();
    kf94.protect();

從上面可以看出簡單工廠模式中工廠類的職責相對過重，所有的判斷和創建都在內部完成，不易於擴展過於複雜的產品結構。

2.工廠方法模式

    簡單工廠模式看起來像一個萬能工廠啥型號的口罩都可生成，工廠類的職責過重了，工廠方法模式是對簡單工廠進行了升級，不在由工廠類生成具體的口罩了，而是產生一個抽象的口罩接口，我們先創建一個口罩接口，再創建KN94、KN95、KF94實現類實現口罩接口。在使用時，直接給工廠傳入指定的實現類，內部利用反射的機制，綁定創建好指定型號（類型）的口罩。類圖如下：

測試代碼：

 

    KouZhaoFactory factory = new KN94KouZhaoFactory();
    KouZhao kn94 = factory.create();
    kn94.protect();

    KouZhaoFactory factory2 = new KN95KouZhaoFactory();
    KouZhao kn95 = factory2.create();
    kn95.protect();

    KouZhaoFactory factory3 = new KF94KouZhaoFactory();
    KouZhao kf94 = factory3.create();
    kf94.protect();

從上面可以看出工廠方法模式中類的過多比簡單工廠模式幾乎多了1倍，系統的複雜度也隨之增加，理解起來不是那麼容易。

3.抽象工廠模式

現實中一個工廠很少只生成1中產品的，通常情況都是如下圖所示：

我們將1個工廠相同顏色的各種產品稱作1個產品族，不同工廠的相同產品稱作1個產品等級結構，即上圖中的x軸和y軸。

在我們java世界裏抽象工廠模式源於此， 抽象工廠模式是工廠方法的升級。假設現在用戶想要購買口罩了，突然又想買點繃帶備用，如果沒有這個產品就很尷尬了，使用抽象工廠可以給用戶更多的選擇。類圖如下：

測試代碼：

    KouZhaoFactory factory = new KN94KouZhaoFactory();
    factory.createBengDai().blood();
    factory.createHuMuJing().protectEyes();
    factory.createKouZhao().protect();


    KouZhaoFactory factory2 = new KN95KouZhaoFactory();
    factory2.createBengDai().blood();
    factory2.createHuMuJing().protectEyes();
    factory2.createKouZhao().protect();

    KouZhaoFactory factory3 = new KF94KouZhaoFactory();
    factory3.createBengDai().blood();
    factory3.createHuMuJing().protectEyes();
    factory3.createKouZhao().protect();

總結：抽象工廠模式可以完美的展現出產品族和產品等級的關係，適用於產品數量不多的情況，過多的產品會使系統複雜度成倍遞增。