设计模式之简单工厂模式+工厂方法模式

简单工厂模式(工厂方法模式的小弟)

简单工厂模式并不属于GoF23个经典设计模式，但通常作为23个设计模式的基础。因为在简单工厂模式中用于创建实例的方法是static方法，所以它也被称为Static Factory Method Pattern.

定义

定义一个工厂类，它可以根据参数的不同返回不同类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。

UML类图

• Factory:工厂角色即工厂类，负责实现创建所有产品实例的内部逻辑；工厂类可以被外界直接调用静态的工厂方法factoryMethod()，创建产品对象。

• Product：抽象产品角色，是工厂类所创建所有产品的父类，封装了各种产品对象的公有方法。

• ConcreteProduct：具体产品角色，所有被工厂创建的对象都充当这个角色的某个具体类的实例。

在简单工厂模式中，客户端不用通过new创建对象，只需要通过工厂类就可以创建一个产品类的实例。

使用简单工厂模式时，首先要对产品类进行重构，要根据实际情况设计一个产品层次结构，将所有产品类的公共代码移至抽象产品类，并声明一些抽象方法，以供不同的具体产品类来实现。

public abstract class Product {
    //所有产品类的公共业务方法
    public void methodSame(){
        //公共方法的实现
    }

    //声明抽象业务方法
    public abstract void methodDiff();
}

然后是具体产品的实现，继承抽象产品方法，实现自己内部业务逻辑

public class ConcreteProductA extends Product {
    //实现业务方法
    @Override
    public void methodDiff() {

    }
}

创建简单工厂模式的核心工厂类，工厂类提供一个静态工厂方法供客户端使用，根据传入参数的不同创建不同的产品对象，典型代码：

public class Factory {
    //静态工厂方法
    public static Product getProduct(String arg){
        Product product = null;
        if (arg.equalsIgnoreCase("A")){
            product = new ConcreteProductA();
            //初始化设置product
        }else if (arg.equalsIgnoreCase("B")){
            product = new ConcreteProductB();
            //初始化设置product
        }
        return product;
    }
}

客户端调用代码如下

public class Client {
    public static void main(String[] args){
        Product product;
        product = Factory.getProduct("A");
        product.methodSame();
        product.methodDiff();
    }
}

工厂方法模式

简单工厂模式很简单，但是存在问题。当系统中需要引入新的产品时，必定要修改工厂类的源代码，违背“开闭原则”。而且在简单工厂模式中，所有的产品都由同一个工厂创建，工厂职责较重，业务逻辑也会变得复杂，concreteProduct和Factory的耦合度较高。

在工厂方法模式中，针对不同的产品提供不同的工厂，系统提供一个与产品等级结构对应的工厂等级结构。

定义

定义一个抽象工厂接口来声明抽象工厂方法，而由其子类来实现具体工厂方法。

使用场景

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。
用new就可以完成创建的对象无需使用工厂模式

UML类图

• Product：抽象产品。定义产品的接扣，产品对象的公共父类。
• ConcreteProduct：具体产品。
• Factory：抽象工厂。抽象工厂类中，声明一个工厂方法用于返回一个产品。所有创建对象的工厂类都必须实现该接口。
• ConcreteFactory：具体工厂。实现抽象工厂中定义的工厂方法，并可由客户端调用，返回一个具体类的实例。

工厂方法模式通用代码

/**
 * 抽象产品类 
 * 抽象工厂可以是一个接口，也可以是一个抽象类
 */
public abstract class Product {
    //产品类的抽象方法
    public abstract void method();
}

/**
 * 具体产品A 
 */
public class ConcreteProductA  extends Product{
    @Override
    public void method() {
        //产品A的处理逻辑
    }
}
/**
 * 具体产品B
 */
public class ConcreteProductB extends Product{
    @Override
    public void method() {
        //产品B的处理逻辑
    }
}

接下来定义抽象工厂

/**
 * 抽象工厂类
 */
public abstract class Factory {
    //抽象工厂方法
    public abstract Product factoryMethod();
}

定义一个产品A的具体工厂

/**
 * 产品A的具体工厂
 */
public class ConcreteFactoryA extends Factory {
    @Override
    public Product factoryMethod() {
        return new ConcreteProductA();
    }
}

客户端测试代码

public class Client {
    public static void main(String[] args){
        Factory factory = new ConcreteFactoryA();
        Product p = factory.factoryMethod();
        p.method();
    }
}

反射
反射的方式可以更简洁的生产具体产品对象，只要在工厂方法的参数列表中传入一个Class类来决定是哪一个产品类。
具体代码如下：

public abstract class Factory {
    /**
     * 抽象工厂方法
     * @param clz 产品对象类类型
     * @param  
     * @return 具体的产品对象
     */
    public abstract  T createProduct(Class clz);
}

具体工厂类：

public class ConcreteFactory extends Factory {

    @Override
    public  T createProduct(Class clz) {
        Product product = null;
        try {
            product = (Product) Class.forName(clz.getName()).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return (T) product;
    }
}

客户端调用代码：

public class Client {
    public static void main(String[] args){
        Factory factory = new ConcreteFactory();
        Product product = factory.createProduct(ConcreteProductA.class);
        product.method();
    }
}

简单例子

使用工厂方法模式设计一个程序来读取各种不同类型的图片格式，针对每一种图片格式都设计一个图片读取器，如GIF图片读取器用于读取GIF格式的图片、JPG图片读取器用于读取JPG格式的图片。需充分考虑系统的灵活性和可扩展性。

先写出图片读取器的抽象方法：

public abstract class PicReader {
    /**
     * 图片读取器的抽象方法
     */
    public abstract void reader();
}

然后是两个具体图片读取器：

public class GifReader extends PicReader{
    @Override
    public void reader() {
        System.out.println("This is a gif picture！");
    }
}

public class JpgReader extends PicReader {
    @Override
    public void reader() {
        System.out.println("This is a jpg picture");
    }
}

抽象工厂类：

public abstract class ReaderFactory {
    /**
     * 图片读取器的工厂方法
     * @param clz
     * @param 
     * @return
     */
    public abstract  T createReader(Class clz);
}

具体的图片读取工厂：

public class PicReaderFactory extends ReaderFactory {
    @Override
    public  T createReader(Class clz) {
        PicReader reader = null;
        try {
            reader = (PicReader) Class.forName(clz.getName()).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return (T) reader;
    }
}

客户端调用代码：

public class Client {
    public static void main(String[] args){
        //实例化一个读取图片的工厂对象
        ReaderFactory readerFactory = new PicReaderFactory();

        //生产gif读取器并读取
        GifReader gifReader = readerFactory.createReader(GifReader.class);
        gifReader.reader();
        //生产jpg读取器并读取
        JpgReader jpgReader =  readerFactory.createReader(JpgReader.class);
        jpgReader.reader();
    }
}

运行结果：

This is a gif picture！
This is a jpg picture

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参考资料：https://gof.quanke.name 、《Android设计模式》

源码