Java设计模式之【工厂模式】（简单工厂模式，工厂方法模式，抽象工厂模式）

Java设计模式之【工厂模式】（简单工厂模式，工厂方法模式，抽象工厂模式）

工厂模式出现的原因

在java中，创建一个对象最简单的方法就是使用new关键字。但在一些复杂的业务逻辑中，创建一个对象不只需要new一行代码就成了，可能需要一些列的初始化设置，或先创建一些辅助对象来创建这个对象。

在这种场景中，如果需要多次创建这种对象，那每次都要写很多代码。工厂模式的产生就是为了解决这种问题。

工厂模式厉害之处就在于：你不需要知道创建对象的细节就可以轻松的创建你想要的对象，并且产品和工厂是解耦的。

3种工厂模式介绍

1、简单工厂模式

1个具体工厂类，1个抽象产品类，多个具体产品类

每个工厂可以创建多个产品实例，当需要创建新产品的时候，需要修改工厂类，不符合java开闭原则

用户需要什么类型的产品，告诉工厂类，工厂类就创建什么类型的产品实例

2、工厂方法模式

1个抽象工厂类，多个具体工厂类，1个抽象产品类，多个具体产品类

每个工厂只能创建1个产品实例，当需要创建新产品的时候，需要扩展抽象工厂类，而不需要修改，符合java开闭原则

用户需要什么类型的产品，就从什么类型的工厂生产

3、抽象工厂模式

1个抽象工厂类，多个具体工厂类，多个抽象产品类，多个抽象产品类

每个工厂可以创建多个产品实例，当需要创建新产品的时候，需要扩展抽象工厂类，而不需要修改，符合java开闭原则

用户需要什么类型的产品，就从什么类型的工厂生产

用于生产一组相关或者相互依赖的产品

下面以工厂生产宝马车为例子开始具体介绍这3种工厂模式

一、简单工厂模式

需求：用户需要宝马车，并希望工厂根据自己提出的类型可以生产不同类型的宝马车

public abstract class BMW {}
public class BMW320 extends BMW {}
public class BMW520 extends BMW {}
public class BMWFactory {

    BMW createBMW(Integer type){
        if(type == 320){
            return new BMW320();
        }else if(type == 520){
            return new BMW520();
        }else{
            return null;
        }
    }

}
public class Customer {

    public static void main(String[] args) {
        BMWFactory bmwFactory = new BMWFactory();
        BMW myBMW320 = bmwFactory.createBMW(320);   //告诉工厂自己需要什么类型的产品
        BMW myBMW520 = bmwFactory.createBMW(520);
    }

}

特点：产品和工厂完全耦合，当需要生产新产品的时候，必须修改工厂类的create()方法，违背了java对扩展开放，对修改关闭的原则

二、工厂方法模式

需求：我不希望只有一个工厂来生产所有的宝马车，我希望每种宝马车都由其对应的工厂来生产

public abstract class BMW {}
public class BMW320 extends BMW {}
public class BMW520 extends BMW {}
public abstract class BMWFactory {

    abstract BMW createBMW();

}
public class BMW320Factory extends BMWFactory {

    @Override
    BMW createBMW() {
        return new BMW320();
    }

}
public class BMW520Factory extends BMWFactory {

    @Override
    BMW createBMW() {
        return new BMW520();
    }

}
public class Customer {

    public static void main(String[] args) {
        BMWFactory bmw320Factory = new BMW320Factory();
        BMWFactory bmw520Factory = new BMW520Factory();
        BMW bmw320 = bmw320Factory.createBMW();   //需要什么类型的产品，就从什么类型的工厂来生成
        BMW bmw520 = bmw520Factory.createBMW();
    }

}

类结构图

特点：产品和工厂完全解耦，当需要生产新产品的时候，只需要扩展新工厂。弊端也很明显，由于每种工厂只生产1中产品，随着新产品越来越多，新工厂也会越来越多

三、抽象工厂模式

需求：用户希望在不同类型的宝马车上可以有不同类型的引擎或空调，如宝马320中安装引擎A和空调A，宝马520中安装引擎B和空调B

引擎类

public abstract class Engine {

    abstract public String show();

}
public class EngineA extends Engine {

    @Override
    public String show() {
        return "EngineA";
    }
    
}
public class EngineB extends Engine {

    @Override
    public String show() {
        return "EngineB";
    }
    
}

空调类

public abstract class AirCondition {

    abstract public  String show();

}
public class AirConditionA extends AirCondition {

    @Override
    public String show() {
        return "AirConditionA";
    }
    
}
public class AirConditionB extends AirCondition {

    @Override
    public String show() {
        return "AirConditionB";
    }
    
}

宝马车类

public abstract class BMW {

    private Engine engine;

    private AirCondition aircondition;

    public Engine getEngine() {
        return engine;
    }

    public void setEngine(Engine engine) {
        this.engine = engine;
    }

    public AirCondition getAircondition() {
        return aircondition;
    }

    public void setAircondition(AirCondition aircondition) {
        this.aircondition = aircondition;
    }

    public abstract String show();
    
}
public class BMW320 extends BMW {

    @Override
    public String show() {
        return "我是BMW320，我的引擎：" + getEngine().show() + "，我的空调：" + getAircondition().show();
    }

}
public class BMW520 extends BMW {

    @Override
    public String show() {
        return "我是BMW520，我的引擎：" + getEngine().show() + "，我的空调：" + getAircondition().show();
    }

}

工厂类

public abstract class BMWFactory {

    abstract BMW createBMW();

    abstract Engine createEngine();

    abstract AirCondition createAirCondition();

}
public class BMW320Factory extends BMWFactory {

    @Override
    BMW createBMW() {
        BMW bmw320 = new BMW320();
        Engine engineA = createEngine();
        AirCondition airConditionA = createAirCondition();
        bmw320.setEngine(engineA);
        bmw320.setAircondition(airConditionA);
        return bmw320;
    }

    @Override
    Engine createEngine() {
        return new EngineA();
    }

    @Override
    AirCondition createAirCondition() {
        return new AirConditionA();
    }
    
}
public class BMW520Factory extends BMWFactory {

    @Override
    BMW createBMW() {
        BMW bmw520 = new BMW520();
        Engine engineB = createEngine();
        AirCondition airConditionB = createAirCondition();
        bmw520.setEngine(engineB);
        bmw520.setAircondition(airConditionB);
        return bmw520;
    }

    @Override
    Engine createEngine() {
        return new EngineB();
    }

    @Override
    AirCondition createAirCondition() {
        return new AirConditionB();
    }
    
}

用户类

public class Customer {

    public static void main(String[] args) {
        BMWFactory bmw320Factory = new BMW320Factory();
        BMW bmw320 = bmw320Factory.createBMW();
        System.out.println(bmw320.show());

        BMWFactory bmw520Factory = new BMW520Factory();
        BMW bmw520 = bmw520Factory.createBMW();
        System.out.println(bmw520.show());
    }

}

类结构图

运行结果

我是BMW320，我的引擎：EngineA，我的空调：AirConditionA
我是BMW520，我的引擎：EngineB，我的空调：AirConditionB

工厂方法模式和抽象工厂模式比较

工厂方法模式中，只有一个抽象产品类，每个工厂只能生产对应类型的产品实例

抽象工厂模式中，有多个抽象产品类，每个工厂可以生产多种类型的产品实例

总结

无论是哪种工厂模式，它们在形式和特点上都是相似的，他们的特点都是为了使产品和工厂解耦。在使用时不必在意具体是工厂方法模式还是抽象工厂模式，因为有时你会发现，明明使用的是工厂方法模式，当新需求来临，对代码稍加扩展或修改，加入一个新产品或方法后，由于产品构成了不同等级的产品族，就变成抽象工厂模式了。而在抽象工厂模式中，当减少一个产品或方法使得工厂提供的产品不再构成产品族后，它就演变成了工厂方法模式。

所以在使用工厂模式时，只需要关心是否降低了耦合度就ok了。

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