简单工厂模式、工厂方法模式与抽象工厂模式

1. 简单工厂模式

1. 1 简单工厂模式的定义

简单工厂模式也被称为静态工厂模式;使用简单工厂模式可以将产品的“消费”和生产完全分开，客户端只需要知道自己需要什么产品，如何来使用产品就可以了，具体的产品生产任务由具体的工厂类来实现。工厂类根据传进来的参数生产具体的产品供消费者使用。这种模式使得更加利于扩展，当有新的产品加入时仅仅需要在工厂中加入新产品的构造就可以了。

1.2 简单工厂模式的构成

具体的工厂角色：Factory；在工厂中可以调用方法生产出具体的某个类型的产品；
抽象的产品角色：Product；在抽象产品类型中可以声明抽象接口，在具体的产品类中实现；
具体的产品角色：ProductA 和ProdcutB；在具体的类中必须实现抽象类的接口，也可以实现自己的业务逻辑。

1.3 简单工厂模式的UML

1.4 代码实现

//抽象产品类
public abstract class Prodcut {//抽象产品方法public abstract sayHi();
}//继承抽象类实现产品A类
public class ProductA extends Product {//实现抽象产品方法@Overidepublic abstract sayHi(){System.out.println("Hi, I'm ProductA");}
}//继承抽象类实现产品A类
public class ProductB extends Product {//实现抽象产品方法@Overidepublic abstract sayHi(){System.out.println("Hi, I'm ProductB");}
}public class Factory {public Factory() {}//第一种写法//根据产品名称生产产品public Product createProduct(String productName) {Product product = NULL;switch(productName){case "A":product = new ProductA();//生产产品Abreak;case "B":product = new ProductB();//生产产品Bbreak;default:break;}return product;}//第二种写法//生产产品Apublic ProductA createProductA() {return new ProductA();//生产产品A}//生产产品Bpublic ProductB createProductB() {return new ProductB();//生产产品B}
}

1.5 简单工厂模式的优点与缺点：

优点：客户端与产品的创建分离，客户端不需要知道产品创建的逻辑，只需要消费该产品即可。
缺点：工厂类集成了所有产品的创建逻辑，当工厂类出现问题，所有产品都会出现问题；还有当新增加产品都会修改工厂类，违背开闭原则

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2. 工厂方法模式

2.1 工厂方法模式的定义

工厂方法模式，又称工厂模式、多态工厂模式和虚拟构造器模式，通过工厂父类定义负责创建产品的公共接口，子类负责生产具体对象。

2.2 解决的问题

解决简单工厂模式的弊端，实现父类定义公共实现接口，子类负责实现创建具体的对象，这样就可以实现增加产品类时，不需要修改工厂类，而只需要修改工厂子类。

2.3 工厂方法模式的构成

抽象产品类：Product；描述具体产品的公共接口，在具体的产品类中实现
具体产品类：ProductA和ProductB；具体产品类，实现抽象产品类的接口，工厂类创建对象
抽象工厂类：Factory；描述具体工厂的公共接口
具体工厂类：FactoryA和FactoryB；描述具体工厂类，实现创建产品类对象，实现抽象工厂类的接口

2.4 工厂方法模式的UML

2.5 代码实现

//抽象产品类
public abstract class Prodcut {//抽象产品方法public abstract sayHi();
}//继承抽象类实现产品A类
public class ProductA extends Product {//实现抽象产品方法@Overidepublic abstract sayHi(){System.out.println("Hi, I'm ProductA");}
}//继承抽象类实现产品A类
public class ProductB extends Product {//实现抽象产品方法@Overidepublic abstract sayHi(){System.out.println("Hi, I'm ProductB");}
}//工厂抽象类
public abstract class Factory {//抽象工厂方法public abstract Product createProduct();
}//具体工厂类FactoryA
public class FactoryA extends Factory {@Overidepublic Product createProduct() {System.out.println("生产了一个A");return new ProductA();//生产产品A}
}//具体工厂类FactoryB
public class FactoryB extends Factory {@Overidepublic Product createProduct() {System.out.println("生产了一个B");return new ProductB();//生产产品B}
}

2.6 工厂方法模式的优点与缺点

优点：更符合开闭原则，增加一个产品类，则只需要实现其他具体的产品类和具体的工厂类即可；符合单一职责原则，每个工厂只负责生产对应的产品
缺点：增加一个产品，就需要实现对应的具体工厂类和具体产品类；每个产品需要有对应的具体工厂和具体产品类

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3. 抽象工厂模式

3.1 抽象工厂模式的定义

抽象工厂模式是指当有多个抽象角色时，使用的一种工厂模式。这里的抽象角色就是产品族。后面我会单独讲解产品族的概念。抽象工厂，非常适合解决两个维度的组合产品的构造问题，取其中一个维度作为产品族，另外一个维度作为产品族中具体的多个产品。

3.2 产品族

产品族是具有相同属性的同类型产品；如宝马车，宝马1系，宝马2系，都属于宝马；

3.3 解决的问题

由于产品族可能会有很多产品，这样的话如果按照工厂方法模式的写法，那样就需要每次添加一个产品类和工厂类；这样就会添加很多类文件，这里抽象工厂模式，其实就是将产品抽象成产品族，一个产品可能具有不同属性，这里工厂类只需要产品属性的共性抽象出来。

3.4 抽象工厂模式的构成

抽象工厂角色：是具体工厂角色必须实现的接口或者必须继承的父类。
具体工厂角色：继承抽象工厂类，实现创建对应的具体产品的对象。
抽象产品角色：它是具体产品继承的父类或者是实现的接口。这里抽象产品至少2个维度；
具体产品角色：具体工厂角色所创建的对象就是此角色的实例。

3.5 抽象工厂模式的UML

3.6 代码实现

//抽象形状类
public abstract class Shape {public abstract void sayShape();
}//矩形类
public class Retangle extends Shape {@Overidepublic void sayShape() {System.out.println("Hi, I'm Retangle!");}
}//圆形类
public class Circle extends Shape {@Overidepublic void sayShape() {System.out.println("Hi, I'm Circle!");}
}//抽象颜色类
public abstract class Color {public abstract void sayColor();
}//红色类
public class Red extends Color {@Overidepublic void sayColor() {System.out.println("Hi, I'm Red!");}
}//白色类
public class White extends Color {@Overidepublic void sayColor() {System.out.println("Hi, I'm White!");}
}//抽象工厂类
public abstract class ShapeFactory {public abstract Shape createShape();public abstract Color createColor();
}//红色的圆
public class RedCircleFactory extends ShapeFactory {@Overidepublic Shape createShape() {return new Circle();}@Overidepublic Color createColor() {return new Red();}
}//白色的圆
public class WhiteCircleFactory extends ShapeFactory {@Overidepublic Shape createShape() {return new Circle();}@Overidepublic Color createColor() {return new White();}
}

3.7 抽象工厂模式的优点与缺点

优点：1.当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。2.保证减少工厂类和具体产品的类添加。
缺点：产品族扩展非常困难，要增加一个系列的某一产品，既要在抽象的工厂和抽象产品里加代码，又要在具体的里面加代码。