二十三种设计模式第二篇–工厂模式

上篇我们了解了6条设计模式的准则，我相信如果你想了解设计模式，那么你迈出的第一步，我会将上一篇文档里边的6大准则进行一篇有关的代码展示，当然这是题外话了，本篇我们将重点围绕工厂模式进行讲解，天哪，23种设计模式我要记笔记写23篇，有点恐怖呀。

工厂模式

工厂模式的介绍

工厂模式，算是我们接触的最多的设计模式的一种吧。那么，到底什么是工厂模式呢？

工厂方法（Factory Method）模式，是对简单工厂模式进行了抽象、推广。
由于使用了多态性，工厂方法模式保持了简单工厂模式的优点，而且克服了缺点。通过设计一个抽象的Factory类或接口，这个类将不再负责具体的产品生产，而是只制定一些规范，具体的生产工作，推延到其子类去完成。

其目的是
定义一个用户创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类，工厂方法模式，使一个类的实例化，延迟到其子类

JDK中我们的Iterator方法：

Collection接口是一种抽象方法，ArrayList是一种具体的工厂类。
Iterator接口是抽象商品类，ArrayList类中的Iter内部类是具体的商品类。

Collection可以看作是一个总的抽象工厂，它的一些实现这个接口的类，像ArrayList，LinkedHashSet等等可以看作一个个不同的品牌的工厂，而总的产品Iterator接口里面会定义产品所需功能的细节，然后在交给各个品牌不同的工厂来实现。

工厂模式的优点

使用工厂的方法在一个类的内部去创建对象，比直接去创建对象更加灵活
实现开闭原则，在不改变工厂的前提条件下，增加新的产品。
工厂方法模式通过面向对象的方法，将所要创建的具体对象进行创建工作，并将其延伸到子类，进而提供扩展的策略，更好的解决了那种紧密的耦合度关系。

工厂模式的一个小实例

首先我们分析下面这张关于工厂模式的图，我们等下使用具体的代码来实现这张图。

首先我们创建一个shape接口，里边存放一个draw()方法，接口下边是实现该接口的各种类，并且重写了接口里边的方法。
创建一个demo项目，来展示效果。
创建一个ShapeFactory类，作为一个工厂。

代码展示：

第一步创建Shape接口。

public interface Shape {
   void draw();
}

第二步写接口实现类：

public class Circle implements Shape {
 
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("我是 Circle::draw() 方法.");
   }
}

public class Square implements Shape {
 
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("我是 Square::draw() 方法.");
   }
}

public class Rectangle implements Shape {
 
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("我是 Rectangle::draw() 方法.");
   }
}

创建ShapeFactory类

public class ShapeFactory {
    
   //使用 getShape 方法获取形状类型的对象
   public Shape getShape(String shapeType){
      if(shapeType == null){
         return null;
      }
     
      if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
         return new Circle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
         return new Rectangle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
         return new Square();
      }
      return null;
   }
}

创建demo类

/**
 * 简单工厂：测试类
 */
public class FactoryPatternDemo {

    public static void main(String[] args) {
        ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();
        //获取 Circle 的对象，并调用它的 draw 方法
        Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");
        //调用 Circle 的 draw 方法
        shape1.draw();
        //获取 Rectangle 的对象，并调用它的 draw 方法
        Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
        //调用 Rectangle 的 draw 方法
        shape2.draw();
        //获取 Square 的对象，并调用它的 draw 方法
        Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");
        //调用 Square 的 draw 方法
        shape3.draw();
    }
}

至此，一个简单的工厂模式就设计好了，一眼看过去，发现工厂模式也就那么回事呀。

其他例子：

1、Hibernate 换数据库只需换方言和驱动就可以。
2、Spring 中 BeanFactory
3、JDK中的 Calendar类,

JDK中的Calendar类工程模式代码：

public class Test_other {
    public static void main(String[] args) {
        Calendar c=Calendar.getInstance();
        ILoggerFactory lf= LoggerFactory.getILoggerFactory();
        //简单工厂
        Logger logger=lf.getLogger( Test_other.class.getName() );
        logger.info("hello World");
    }
}

最后，在这里我们用自己的话来复述一遍，工厂模式的优点和缺点。

优点：
1、一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。
2、扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。
3、屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。

缺点：
每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。

目前工厂模式的使用场景：

1、日志记录器：记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等，用户可以选择记录日志到什么地方。

2、数据库访问，当用户不知道最后系统采用哪一类数据库，以及数据库可能有变化时。

3、设计一个连接服务器的框架，需要三个协议，"POP3"、"IMAP"、"HTTP"，可以把这三个作为产品类，共同实现一个接口。

在举一个例子：

创建接口：

public interface ICourse {
    /**
     * 录制视频
     * @return
     */
    void record();
}

接口实现类：

public class JavaCourse implements ICourse {

    @Override
    public void record() {
        System.out.println("Java课程");
    }
}

public class PythonCourse implements ICourse {

    @Override
    public void record() {
        System.out.println("Python课程");
    }
}

创建工厂：

public class CourseFactory {
      //简单工厂 实现方案一:   通过  if...else判断完成
//    public ICourse create(String name){
//        if("java".equals(name)){
//            return new JavaCourse();
//        }else if("python".equals(name)){
//            return new PythonCourse();
//        }else {
//            return null;
//        }
//    }

      // //简单工厂 实现方案二:   通过 反射 判断对象创建
    public ICourse create(String className){
        try {
            if (!(null == className || "".equals(className))) {
                return (ICourse) Class.forName(className).newInstance();
            }

        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

//    //简单工厂 实现方案三:   通过 class对象完成对象创建.
    public ICourse create(Class<? extends ICourse> clazz){
        try {
            if (null != clazz) {
                return clazz.newInstance();
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

小作坊式的工厂模型


public class SimpleFactoryTest {

    public static void main(String[] args) {

        CourseFactory cf=new CourseFactory();
        JavaCourse jc= (JavaCourse) cf.create(JavaCourse.class);
        System.out.println( jc );

    }
}

到此这个工厂实现类基本上完成了。

我们也可以对当前代码优化一下，让他变得更加优雅：

public interface ICourseFactory {
    ICourse create();
}

public class JavaCourseFactory implements ICourseFactory {
    @Override
    public ICourse create() {
    //返回一个对象
        return new JavaCourse();
    }
}

public class PythonCourseFactory implements ICourseFactory {
    @Override
    public ICourse create() {
        return new PythonCourse();
    }
}

测试

//工厂方法模式
public class FactoryMethodTest {

    public static void main(String[] args) {

        ICourseFactory factory = new PythonCourseFactory();
        ICourse course = factory.create();
        course.record();

        factory = new JavaCourseFactory();
        course = factory.create();
        course.record();


        List l=new ArrayList();
        List ll=new LinkedList();
        ll.iterator();

    }
}