创建类型5-1：工厂模式(Factory Pattern)

1. 概述

这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。

2. 介绍

2.1 意图

定义一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。

2.2 主要解决

主要解决接口选择的问题。

2.3 何时使用

我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。

2.4 如何解决

让其子类实现工厂接口，返回的也是一个抽象的产品。

**2.5 关键代码：**创建过程在其子类执行。

2.5 应用实例

1、您需要一辆汽车，可以直接从工厂里面提货，而不用去管这辆汽车是怎么做出来的，以及这个汽车里面的具体实现。 2、Hibernate 换数据库只需换方言和驱动就可以。

2.6 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。

2.7 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。

2.8 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。

2.9 注意事项

作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式，而简单对象，特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度。

3. 参与者

1.Product (interface)
  定义工厂方法所创建的对象的接口。
2.ConcreteProduct
  实现Product接口。
3.Creator
  声明工厂，该方法返回一个ConcreteProduct实例。

4. 类图

5. 例子

Product && ConcreteProduct

//Product
public interface Shape {
   void draw();
}

//ConcreteProduct
class Rectangle implements Shape {
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
   }
}

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

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

Creator

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;
   }
}

Test

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");
      shape1.draw();
 
      //获取 Rectangle 的对象，并调用它的 draw 方法
      Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
      shape2.draw();
 
      //获取 Square 的对象，并调用它的 draw 方法
      Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");
      shape3.draw();
   }
}

result

Inside Circle::draw() method.
Inside Rectangle::draw() method.
Inside Square::draw() method.

6 示例2

这个代码真正的术语叫：简单工厂模式（Simple Factory Pattern），也叫做静态工厂模式。它是工厂方法中的一个实现方式，从字面理解就可以知道，它是最简单的工厂方法实现方式。它有一点点小缺陷，就是扩展性不够好，在上面代码中，如果我们要继续新增一个正方形，那又该怎么办呢？势必得在 ShapeFactory 中添加 if 是自行车的逻辑。这违反了哪条规则了？是不是那个允许扩展，拒绝修改的开闭原则？

不是说简单工厂这种实现方式不好，而是扩展性不够，在平时的开发中，简单工厂模式也用得不少。那么我们可以对当前的这种方法进行改良

public interface Shape {
   void draw();
}

//ConcreteProduct
class Rectangle implements Shape {
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
   }
}

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

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

interface  Action{
	Shape do();
}

class RectangleAction implements Action{
	@override
	Shape do(){
		return new Rectangle();
	}
}

class SquareAction implements Action{
	@override
	Shape do(){
		return new Square();
	}
}

class CircleAction implements Action{
	@override
	Shape do(){
		return new Circle();
	}
}

test

public class FactoryPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      Todo todo = new Todo();
 
      //获取 Circle 的对象，并调用它的 draw 方法
      Action CircleAction = new CircleAction();
      Shape circle = circleAction.do();
      todo.do(circle);
 	 
      //获取 Rectangle 的对象，并调用它的 draw 方法
      Action rectangleAction = new RectangleAction();
      Shape rectangle = rectangleAction.do();
      todo.do(rectangle);
 
      //获取 Square 的对象，并调用它的 draw 方法
      Action squareAction = new SquareAction();
      Shape square = squareAction.do();
      todo.do(square);
   }
}

class Todo{
	public void draw(Action action){
		action.draw();
	}
}