设计模式：创建者模式-工厂模式、抽象工厂模式
创建者模式：
创建型模式的主要关注点是"怎样创建对象? ”，它的主要特点是"将对象的创建与使用分离。
这样可以降低系统的耦合度，使用者不需要关注对象的创建细节。
创建型模式分为：
- 单例模式
- 工厂方法模式
- 抽象工厂模式
- 原型模式
- 建造者模式
概述
在java中，万物皆对象，这些对象都需要创建，如果创建的时候直接new该对象，就会对该对象耦合严重，假如我们要更换对象，所有new对象的地方都需要修改一遍，这显然违背了软件设计的开闭原则。如果我们使用工厂来生产对象，我们就只和工厂打交道就可以了，彻底和对象解耦，如果要更换对象，直接在工厂里更换该对象即可，达到了与对象解耦的目的；所以说，工厂模式最大的优点就是：解耦。
在本教程中会介绍三种工厂的使用：
- 简单工厂模式（不属于GOF的23种经典设计模式)
- 工厂方法模式
- 抽象工厂模式
简单工厂模式:
简单工厂模式不是一种设计模式，反而比较像一种编程习惯。
结构：
简单工厂模式包含如下角色：
- 抽象产品：定义了产品的规范，描述了产品的主要特征和功能
- 具体产品：实现或者继承抽象产品的子类
- 具体工厂：提供了创建产品的方法，调用者通过该方法来创建产品
实现：
//==========父类
public abstract class Coffee {
public abstract String getName();
public void addSugar() {
System.out.println("加糖");
}
public void addMilk() {
System.out.println("加奶");
}
}
public class AmericanCoffee extends Coffee {
@Override
public String getName() {
return "美式咖啡";
}
}
//========工厂源头对象
public class LatteCoffee extends Coffee {
@Override
public String getName() {
return "拿铁咖啡";
}
}
//========工厂对象
public class Factory {
public Coffee creatCoffee(String type) {
Coffee coffee;
if (type.equals("american")) {
coffee = new AmericanCoffee();
} else if (type.equals("latte")) {
coffee = new LatteCoffee();
} else {
throw new RuntimeException("没有该类型咖啡");
}
return coffee;
}
}
//=======调用工厂对象
public class CoffeeStore {
public Coffee orderCoffee(String type) {
Factory factory = new Factory();
Coffee coffee = factory.creatCoffee(type);
coffee.addMilk();
coffee.addSugar();
return coffee;
}
}
简单工厂模式，在要调用Coffee的实现类直接从工厂对象中获取。看起来CoffeeStore对象跟Coffee对象解除了耦合，但是工厂对象又和Coffee的实现类产生了新的耦合。
优点：
封装了创建对象的过程，可以通过参数直接获取对象。把对象的创建和业务逻辑层分开，这样以后就避免了修改客户代码，如果要实现新产品直接修改工厂类，而不需要在原代码中修改，这样就降低了客户代码修改的可能性，更加容易扩展。
缺点：
增加新产品时还是需要修改工厂类的代码，违背了"开闭原则"。
扩展：
静态工厂：
在开发中也有一部分人将工厂类中的创建对象的功能定义为静态的，这个就是静态工厂模式，它也不是23种设计模式中的。代码如下：
public class Factory {
public static Coffee creatCoffee(String type) {
Coffee coffee;
if (type.equals("american")) {
coffee = new AmericanCoffee();
} else if (type.equals("latte")) {
coffee = new LatteCoffee();
} else {
throw new RuntimeException("没有该类型咖啡");
}
return coffee;
}
}
//==========使用工厂对象，创建对象
public class CoffeeStore {
public Coffee orderCoffee(String type) {
Coffee coffee = Factory.creatCoffee(type);
coffee.addMilk();
coffee.addSugar();
return coffee;
}
}
工厂模式：
针对上例中的缺点，使用工厂方法模式就可以完美的解决，完全遵循开闭原则。
概念：
定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪个产品类对象。工厂方法使一个产品类的实例化延迟到其工厂的子类。
结构：
工厂方法模式的主要角色：
- 抽象工厂（abstract Factory）：提供了创建产品的接口，调用者通过它访问具体工厂的工厂方法来创建产品。
- 具体工厂（Concrete Factory）：主要是实现抽象工厂中的抽象方法，完成具体产品的创建。
- 抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能。
- 具体产品（Concrete Product）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它同具体工厂之间一一对应。
实现：
//=========工厂对象的接口
public interface CoffeeFactory {
Coffee createCoffee();
}
//=========各产品的实现
public class AmericanCoffeeImpl implements CoffeeFactory {
@Override
public Coffee createCoffee() {
return new AmericanCoffee();
}
}
public class LatteCoffeeImpl implements CoffeeFactory {
@Override
public Coffee createCoffee() {
return new LatteCoffee();
}
}
//===========抽象工厂的调用,获取具体的产品
public class CoffeeStore {
private CoffeeFactory coffeeFactory;
public void setCoffeeFactory(CoffeeFactory coffeeFactory) {
this.coffeeFactory = coffeeFactory;
}
public Coffee orderCoffee() {
Coffee coffee = coffeeFactory.createCoffee();
coffee.addSugar();
coffee.addMilk();
return coffee;
}
}
//==============测试类
public class FactoryMain {
public static void main(String[] args) {
//创建咖啡店对象
CoffeeStore coffeeStore = new CoffeeStore();
//创建对象
CoffeeFactory coffeeFactory = new AmericanCoffeeImpl();
coffeeStore.setCoffeeFactory(coffeeFactory);
//创建咖啡
Coffee coffee = coffeeStore.orderCoffee();
System.out.println(coffee.getName());
}
}
从以上的编写的代码可以看到，要增加产品类时也要相应地增加工厂类，不需要修改工厂类的代码了，这样就解决了简单工厂模式的缺点。工厂方法模式是简单工厂模式的进一步抽象。由于使用了多态性，工厂方法模式保持了简单工厂模式的优点，而且克服了它的缺点。
优点：
- 用户只需要知道具体工厂的名称就可得到所要的产品，无须知道产品的具体创建过程;
- 在系统增加新的产品时只需要添加具体产品类和对应的具体工厂类，无须对原工厂进行任何修改，满足开闭原则;
缺点：
- 每增加一个产品就要增加一个具体产品类和一个对应的具体工厂类，这增加了系统的复杂度。
抽象工厂模式：
前面介绍的工厂方法模式中考虑的是一类产品的生产，如畜牧场只养动物、电视机厂只生产电视机等。
这些工厂只生产同种类产品，同种类产品称为同等级产品，也就是说：工厂方法模式只考虑生产同等级的产品，但是在现实生活中许多工厂是综合型的工厂，能生产多等级（种类）的产品，如电器厂既生产电视机又生产洗衣机或空调，大学既有软件专业又有生物专业等。
概念：
是一种为访问类提供一个创建一组相关或相互依赖对象的接口，且访问类无须指定所要产品的具体类就能得到同族的不同等级的产品的模式结构。
抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，工厂方法模式只生产一个等级的产品，而抽象工厂模式可生产多个等级的产品。
结构：
抽象工厂模式的主要角色如下：
- 抽象工厂（Abstract Factory）：提供了创建产品的接口，它包含多个创建产品的方法，可以创建多个不同等级的产品。
- 具体工厂（Concrete Factory）：主要是实现抽象工厂中的多个抽象方法，完成具体产品的创建。
- 抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能，抽象工厂模式有多个抽象产品。
- 具体产品（Concrete Product）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它同具体工厂之间是多对一的关系。
实现：
//============抽象工厂
public interface DessertFactory {
Coffee createCoffee();
Dessert createDessert();
}
//============具体工厂
public class MarchMouseImpl implements DessertFactory {
@Override
public Coffee createCoffee() {
return new LatteCoffee();
}
@Override
public Dessert createDessert() {
return new Tiramisu();
}
}
//============具体工厂
public class TiramisuImpl implements DessertFactory {
@Override
public Coffee createCoffee() {
return new AmericanCoffee();
}
@Override
public Dessert createDessert() {
return new MatchaMousse();
}
}
//============抽象产品
public abstract class Dessert {
public abstract void show();
}
//============具体产品
public class MatchaMousse extends Dessert {
@Override
public void show() {
System.out.println("抹茶慕斯");
}
}
//============测试类
public class FactoryMain {
public static void main(String[] args) {
MarchMouseImpl marchMouse=new MarchMouseImpl();
Coffee coffee = marchMouse.createCoffee();
Dessert dessert = marchMouse.createDessert();
dessert.show();
System.out.println(coffee.getName());
}
}
优点：
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。
缺点：
当产品族中需要增加一个新的产品时，所有的工厂类都需要进行修改。
使用场景：
- 当需要创建的对象是一系列相互关联或相互依赖的产品族时，如电器工厂中的电视机、洗衣机空调等。
- 系统中有多个产品族，但每次只使用其中的某一族产品。如有人只喜欢穿某一个品牌的衣服和鞋。
- 系统中提供了产品的类库，且所有产品的接口相同，客户端不依赖产品实例的创建细节和内部结构。
模式扩展：
简单工厂+配置文件 解除耦合
可以通过工厂模式+配置文件的方式解除工厂对象和产品对象的耦合。在工厂类中加载配置文件中的全类名，并创建对象进行存储，客户端如果需要对象，直接进行获取即可。
第一步：定义配置文件
为了演示方便，我们使用properties文件作为配置文件，名称为bean.properties
american=com.design.factory.entity.coffee.AmericanCoffee
latte=com.design.factory.entity.coffee.LatteCoffee
第二步：改进工厂类
public class CoffeeFactory {
//加载配置文件，获取配置文件中配置的全类名，并创建该类的对象进行存储
//定义容器对象存储咖啡
private static final HashMap<String, Coffee> map = new HashMap<>();
//加载配置文件,只需要加载一次
static {
try {
//创建properties对象
Properties properties = new Properties();
//调用properties对象中的load方法进行配置文件的加载
InputStream inputStream = CoffeeFactory.class.getClassLoader().getResourceAsStream("bean.properties");
properties.load(inputStream);
//从properties集合中获取全类名并创建对象
Set<Object> keySet = properties.keySet();
keySet.forEach(key -> {
try {
String className = properties.getProperty((String) key);
//通过类的全路径名称获取字节对象
Class<?> clazz = Class.forName(className);
//通过反射创建对象
Coffee coffee = (Coffee) clazz.newInstance();
map.put((String) key, coffee);
} catch (ClassNotFoundException | InstantiationException | IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("反射获取对象失败");
}
});
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
//根据名称获取对象
public static Coffee createCoffee(String name) {
return map.get(name);
}
}
public static void main(String[] args) {
//通过传入配置文件中的key获取对应的对象
Coffee american = CoffeeFactory.createCoffee("american");
System.out.println(american.getName());
}
静态成员变量用来存储创建的对象（键存储的是名称，值存储的是对应的对象），而读取配置文件以及创建对象写在静态代码块中，目的就是只需要执行一次。
JDK源码解析-Collection.iterator方法：
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("单例模式");
list.add("工厂模式");
list.add("原型模式");
//获取迭代器对象
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println(iterator.next());
}
}
使用迭代器遍历集合，获取集合中的元素。而单例集合获取迭代器的方法就使用到了工厂方法模式
Collection 接口是抽象工厂类，ArrayList 是具体的工厂类；Iterator 接口是抽象商品类，ArrayList类中的 Iter 内部类是具体的商品类。在具体的工厂类中 iterator() 方法创建具体的商品类的对象。
DateForamt类中的getInstance()方法使用的是工厂模式；
Calendar类中的getInstance()方法使用的是工厂模式；