Java设计模式详解之一工厂方法模式

设计模式（Design Patterns）——可复用面向对象软件的基础

设计模式（Design pattern）是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 毫无疑问，设计模式于己于他人于系统都是多赢的，设计模式使代码编制真正工程化，设计模式是软件工程的基石，如同大厦的一块块砖石一样。项目中合理的运用设计模式可以完美的解决很多问题，每种模式在现在中都有相应的原理来与之对应，每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的核心解决方案，这也是它能被广泛应用的原因。本章[从菜鸟到高手演变]系列之设计模式，我们会以理论与实践相结合的方式来进行本章的学习，希望广大程序爱好者，学好设计模式，做一个优秀的软件工程师！

一、设计模式的分类

总体来说设计模式分为三大类：

创建型模式，共五种：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。

结构型模式，共七种：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

行为型模式，共十一种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

其实还有两类：并发型模式和线程池模式。用一个图片来整体描述一下：

 

二、设计模式的六大原则

1、开闭原则（Open Close Principle）

开闭原则就是说对扩展开放，对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候，不能去修改原有的代码，实现一个热插拔的效果。所以一句话概括就是：为了使程序的扩展性好，易于维护和升级。想要达到这样的效果，我们需要使用接口和抽象类，后面的具体设计中我们会提到这点。

2、里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）

里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说，任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。 LSP是继承复用的基石，只有当衍生类可以替换掉基类，软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现，所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。—— From Baidu 百科

3、依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）

这个是开闭原则的基础，具体内容：真对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。

4、接口隔离原则（Interface Segregation Principle）

这个原则的意思是：使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。还是一个降低类之间的耦合度的意思，从这儿我们看出，其实设计模式就是一个软件的设计思想，从大型软件架构出发，为了升级和维护方便。所以上文中多次出现：降低依赖，降低耦合。

5、迪米特法则（最少知道原则）（Demeter Principle）

为什么叫最少知道原则，就是说：一个实体应当尽量少的与其他实体之间发生相互作用，使得系统功能模块相对独立。

6、合成复用原则（Composite Reuse Principle）

原则是尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。

1、工厂方法模式（Factory Method）

工厂方法模式分为三种：

（1）、普通工厂模式，就是建立一个工厂类，对实现了同一接口的一些类进行实例的创建。首先看下关系图：

举例：发送邮件和短信

A、首先，创建二者的共同接口：

/**
 * 发送信息公共接口
 * Created by www.manaul.cn on 2017/6/16.
 */
public interface Sender {
    public void send();
}

B、创建实现类：

/**
 * 发送邮件实体类
 * Created by www.manaul.cn on 2017/6/16.
 */
public class MailSender implements Sender {
    @Test
    public void send() {
        System.out.println("我是发邮件的");
    }
}

/**
 * 发送短信实体类
 * Created by www.manaul.cn on 2017/6/16.
 */
public class SMSSender implements Sender {

    public void send() {
        System.out.println("  我是发短信的");
    }
}

C、建工厂类

/**
 * 工厂方法类
 * Created by www.manaul.cn on 2017/6/16.
 */
public class SendFactory {
    private Sender sender ;
    /**
     * 普通工厂模式
     * @param name
     * @return
     */
    public Sender getSender(String name){
        if("sms".equals(name)){
            sender = new SMSSender();
        }
        if("mail".equals(name)){
            sender = new MailSender();
        }
        return sender;
    }
}

D、测试

/**
 * 测试工厂方法模式
 * Created by www.manaul.cn on 2017/6/16.
 */
public class RunTest {
    @Test
    public void testSelect(){SendFactory sendFactory = new SendFactory();
        Sender sender = sendFactory.getSender("sms");
        sender.send();
        sender = sendFactory.getSender("mail");
        sender.send();
    }
}

// 运行结果
我是发短信的
我是发邮件的

（2）、多个工厂方法模式，是对普通工厂方法模式的改进，在普通工厂方法模式中，如果传递的字符串出错，则不能正确创建对象，而多个工厂方法模式是提供多个工厂方法，分别创建对象。关系图：

 

将上面的代码做下修改，改动下SendFactory类就行，如下：

/**
 * 多个工厂方法模式
 * Created by lovebin on 2017/6/16.
 */
public class SendFactoryMul {
    public Sender getMailSender(){
        return new MailSender();
    }
    public Sender getSMSSender(){
        return new SMSSender();
    }
}



（3）、静态工厂方法模式，将上面的多个工厂方法模式里的方法置为静态的，不需要创建实例，直接调用即可。

public Sender getMailSender(){
    return new MailSender();
}
public Sender getSMSSender(){
    return new SMSSender();
}

/**
 * 多个工厂方法模式
 * Created by lovebin on 2017/6/16.
 */
public class SendFactoryMul {
    public Sender getMailSender(){
        return new MailSender();
    }
    public Sender getSMSSender(){
        return new SMSSender();
    }
}

（3）、静态工厂方法模式，将上面的多个工厂方法模式里的方法置为静态的，不需要创建实例，直接调用即可。

public Sender getMailSender(){
    return new MailSender();
}
public Sender getSMSSender(){
    return new SMSSender();
}

总结：上边三种实现方式就是对工厂模式的简单介绍。试想一下、现在需要要加一个QQ发送消息。这就需要创建QQ发送消息的实体类，然后实现Sender接口。但是这样都需要在工厂方法中添加对应的实现。这就需要重新编译工厂方式，万一编译出错，其他的都用不了了。现在我们采用反射机制来动态实例化。这样就只需要编译新增加的方法。下边是给出的工厂方式的实现。

/**
 * 工厂方法类
 * Created by www.manaul on 2017/6/16.
 */
public class SendFactory {

    /**
     * 使用反射常见工厂方法
     * @param clazz
     * @return
     */
    public Sender getSenderByClass(Class clazz){
        try {
            return  (Sender) clazz.newInstance();

        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;

    }
}

@Test
public void testClass(){
    SendFactory sendFactory = new SendFactory();
    Sender sender = sendFactory.getSenderByClass(MailSender.class);
    sender.send();
}

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