第二章工厂模式（简单工厂和工厂方法）(Factory Pattern)

1.简介

工厂模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的设计模式之一。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。

常用的工厂模式是静态工厂，利用static方法，作为一种类似于常见的工具类Utils等辅助效果，一般情况下工厂类不需要实例化。

2.场景

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。
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。
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。

3.优缺点

优点：

一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。
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。
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。

4. 图片模型

factory_pattern_uml_diagram.jpg

5. 代码实现

创建公共接口

public interface Shape {
   void draw();
}

创建实现接口的实体类。

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

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

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

创建一个工厂，生成基于给定信息的实体类的对象。

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;
   }
}

使用该工厂，通过传递类型信息来获取实体类的对象。

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();
   }
}

6. 静态简单工厂模式

上述已经实现了简单工厂模式，如果把ShapeFactory工厂中 getShape改为静态的，那么在客户端调用的时候就可以通过类名直接调用getShape方法，这种模式叫做静态简单工厂模式。

7. 工厂方法模式

在简单工厂模式中如果我们需要加入新的产品，那么我们需要加产品类的同时，我们还需要改一下工厂的逻辑。这样就不符合开放-关闭原则。使用工厂方法模式可以解决这个问题。

8. 工厂方法模式模型图

image.png

9. 工厂方法模式代码实现

运算类和加、减、乘、除类不再展示，如有需要可自己来实现。

建抽象工厂

image.png
建工厂实现类

image.png

注：“：”表示实现的意思，Java中用implements
客户端调用

image.png

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