工厂模式简介和应用场景
原文：http://www.cnblogs.com/zhangchenliang/p/3700820.html
結(jié)合簡單示例和UML圖，講解工廠模式簡單原理。
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一、引子
話說十年前，有一個爆發(fā)戶，他家有三輛汽車（Benz（奔馳）、Bmw（寶馬）、Audi（奧迪）），還雇了司機為他開車。不過，爆發(fā)戶坐車時總是這樣：上Benz車后跟司機說“開奔馳車！”，坐上Bmw后他說“開寶馬車！”，坐上 Audi后他說“開奧迪車！”。
你一定說：這人有病！直接說開車不就行了？！而當(dāng)把這個爆發(fā)戶的行為放到我們程序語言中來，我們發(fā)現(xiàn)C語言一直是通過這種方式來坐車的！
幸運的是這種有病的現(xiàn)象在OO語言中可以避免了。下面以Java語言為基礎(chǔ)來引入我們本文的主題：工廠模式！
二、簡介
工廠模式主要是為創(chuàng)建對象提供了接口。工廠模式按照《Java與模式》中的提法分為三類：
1. 簡單工廠模式(Simple Factory)
2. 工廠方法模式(Factory Method)
3. 抽象工廠模式(Abstract Factory)
這三種模式從上到下逐步抽象，并且更具一般性。還有一種分類法，就是將簡單工廠模式看為工廠方法模式的一種特例，兩個歸為一類。兩者皆可，這本為使用《Java與模式》的分類方法。
在什么樣的情況下我們應(yīng)該記得使用工廠模式呢？大體有兩點：
1.在編碼時不能預(yù)見需要創(chuàng)建哪種類的實例。
2.系統(tǒng)不應(yīng)依賴于產(chǎn)品類實例如何被創(chuàng)建、組合和表達的細(xì)節(jié)
工廠模式能給我們的OOD、OOP帶來哪些好處呢？？
三、簡單工廠模式
這個模式本身很簡單而且使用在業(yè)務(wù)較簡單的情況下。一般用于小項目或者具體產(chǎn)品很少擴展的情況（這樣工廠類才不用經(jīng)常更改）。
它由三種角色組成：
工廠類角色：這是本模式的核心，含有一定的商業(yè)邏輯和判斷邏輯，根據(jù)邏輯不同，產(chǎn)生具體的工廠產(chǎn)品。如例子中的Driver類。
抽象產(chǎn)品角色：它一般是具體產(chǎn)品繼承的父類或者實現(xiàn)的接口。由接口或者抽象類來實現(xiàn)。如例中的Car接口。
具體產(chǎn)品角色：工廠類所創(chuàng)建的對象就是此角色的實例。在java中由一個具體類實現(xiàn)，如例子中的Benz、Bmw類。
來用類圖來清晰的表示下的它們之間的關(guān)系：
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下面就來給那個暴發(fā)戶治病：在使用了簡單工廠模式后，現(xiàn)在暴發(fā)戶只需要坐在車?yán)飳λ緳C說句：“開車”就可以了。來看看怎么用代碼實現(xiàn)的：（為方便起見，所有的類放在一個文件中，故有一個類被聲明為public）
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Java代碼??
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如果老板要坐奧迪，同理。
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這便是簡單工廠模式了。那么它帶了了什么好處呢？
首先，符合現(xiàn)實中的情況；而且客戶端免除了直接創(chuàng)建產(chǎn)品對象的責(zé)任，而僅僅負(fù)責(zé)“消費”產(chǎn)品（正如暴發(fā)戶所為）。
下面我們從開閉原則上來分析下簡單工廠模式。當(dāng)暴發(fā)戶增加了一輛車的時候，只要符合抽象產(chǎn)品制定的合同，那么只要通知工廠類知道就可以被客戶使用了。（即創(chuàng)建一個新的車類，繼承抽象產(chǎn)品Car）那么 對于產(chǎn)品部分來說，它是符合開閉原則的——對擴展開放、對修改關(guān)閉；但是工廠類不太理想，因為每增加一輛車，都要在工廠類中增加相應(yīng)的商業(yè)邏輯和判 斷邏輯，這顯自然是違背開閉原則的。
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而在實際應(yīng)用中，很可能產(chǎn)品是一個多層次的樹狀結(jié)構(gòu)。由于簡單工廠模式中只有一個工廠類來對應(yīng)這些產(chǎn)品，所以這可能會把我們的上帝類壞了。
正如我前面提到的簡單工廠模式適用于業(yè)務(wù)簡單的情況下或者具體產(chǎn)品很少增加的情況。而對于復(fù)雜的業(yè)務(wù)環(huán)境可能不太適應(yīng)了。這就應(yīng)該由工廠方法模式來出場了！！
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四、工廠方法模式
抽象工廠角色： 這是工廠方法模式的核心，它與應(yīng)用程序無關(guān)。是具體工廠角色必須實現(xiàn)的接口或者必須繼承的父類。在java中它由抽象類或者接口來實現(xiàn)。
具體工廠角色：它含有和具體業(yè)務(wù)邏輯有關(guān)的代碼。由應(yīng)用程序調(diào)用以創(chuàng)建對應(yīng)的具體產(chǎn)品的對象。在java中它由具體的類來實現(xiàn)。
抽象產(chǎn)品角色：它是具體產(chǎn)品繼承的父類或者是實現(xiàn)的接口。在java中一般有抽象類或者接口來實現(xiàn)。
具體產(chǎn)品角色：具體工廠角色所創(chuàng)建的對象就是此角色的實例。在java中由具體的類來實現(xiàn)。
來用類圖來清晰的表示下的它們之間的關(guān)系：
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話說暴發(fā)戶生意越做越大，自己的愛車也越來越多。這可苦了那位司機師傅了，什么車它都要記得，維護，都要經(jīng)過他來使用！于是暴發(fā)戶同情他說：我給你分配幾個人手，你只管管好他們就行了！于是工廠方法模式的管理出現(xiàn)了。代碼如下：
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Java代碼??
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?使用開閉原則來分析下工廠方法模式。當(dāng)有新的產(chǎn)品（即暴發(fā)戶的汽車）產(chǎn)生時，只要按照抽象產(chǎn)品角色、抽象工廠角色提供的合同來生成，那么就可以被客戶使用，而不必去修改任何已有的代碼。（即當(dāng)有新產(chǎn)品時，只要創(chuàng)建并基礎(chǔ)抽象產(chǎn)品；新建具體工廠繼承抽象工廠；而不用修改任何一個類）工廠方法模式是完全符合開閉原則的！
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使用工廠方法模式足以應(yīng)付我們可能遇到的大部分業(yè)務(wù)需求。但是當(dāng)產(chǎn)品種類非常多時，就會出現(xiàn)大量的與之對應(yīng)的工廠類，這不應(yīng)該是我們所希望的。所以我建議在這種情況下使用簡單工廠模式與工廠方法模式相結(jié)合的方式來減少工廠類：即對于產(chǎn)品樹上類似的種類（一般是樹的葉子中互為兄弟的）使用簡單工廠模式來實現(xiàn)。
當(dāng)然特殊的情況，就要特殊對待了：對于系統(tǒng)中存在不同的產(chǎn)品樹，而且產(chǎn)品樹上存在產(chǎn)品族（下一節(jié)將解釋這個名詞）。那么這種情況下就可能可以使用抽象工廠模式了。
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五、小結(jié)
讓我們來看看簡單工廠模式、工廠方法模式給我們的啟迪：
如果不使用工廠模式來實現(xiàn)我們的例子，也許代碼會減少很多——只需要實現(xiàn)已有的車，不使用多態(tài)。但是在可維護性上，可擴展性上是非常差的（你可以想象一下添加一輛車后要牽動的類）。因此為了提高擴展性和維護性，多寫些代碼是值得的。
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六、抽象工廠模式
先來認(rèn)識下什么是產(chǎn)品族： 位于不同產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)中，功能相關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品組成的家族。
圖中的BmwCar和BenzCar就是兩個產(chǎn)品樹（產(chǎn)品層次結(jié)構(gòu)）；而如圖所示的BenzSportsCar和BmwSportsCar就是一個產(chǎn)品族。他們都可以放到跑車家族中，因此功能有所關(guān)聯(lián)。同理BmwBussinessCar和BenzBusinessCar也是一個產(chǎn)品族。
可以這么說，它和工廠方法模式的區(qū)別就在于需要創(chuàng)建對象的復(fù)雜程度上。而且抽象工廠模式是三個里面最為抽象、最具一般性的。抽象工廠模式的用意為：給客戶端提供一個接口，可以創(chuàng)建多個產(chǎn)品族中的產(chǎn)品對象。
而且使用抽象工廠模式還要滿足一下條件：
1.系統(tǒng)中有多個產(chǎn)品族，而系統(tǒng)一次只可能消費其中一族產(chǎn)品
2.同屬于同一個產(chǎn)品族的產(chǎn)品以其使用。
來看看抽象工廠模式的各個角色（和工廠方法的如出一轍）：
抽象工廠角色： 這是工廠方法模式的核心，它與應(yīng)用程序無關(guān)。是具體工廠角色必須實現(xiàn)的接口或者必須繼承的父類。在java中它由抽象類或者接口來實現(xiàn)。
具體工廠角色：它含有和具體業(yè)務(wù)邏輯有關(guān)的代碼。由應(yīng)用程序調(diào)用以創(chuàng)建對應(yīng)的具體產(chǎn)品的對象。在java中它由具體的類來實現(xiàn)。
抽象產(chǎn)品角色：它是具體產(chǎn)品繼承的父類或者是實現(xiàn)的接口。在java中一般有抽象類或者接口來實現(xiàn)。
具體產(chǎn)品角色：具體工廠角色所創(chuàng)建的對象就是此角色的實例。在java中由具體的類來實現(xiàn)。
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Java代碼??
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其中：BenzSportCar和BenzBusinessCar屬于產(chǎn)品樹；同理BmwSportCar和BmwBusinessCar。而BenzSportCar和BmwSportCar和AudiSportCar屬于產(chǎn)品族。
所以抽象工廠模式一般用于具有產(chǎn)品樹和產(chǎn)品族的場景下。
抽象工廠模式的缺點：如果需要增加新的產(chǎn)品樹，那么就要新增三個產(chǎn)品類，比如VolvoCar，VolvoSportCar,VolvoSportCar，并且要修改三個工廠類。這樣大批量的改動是很丑陋的做法。
所以可以用簡單工廠配合反射來改進抽象工廠：
UML圖略。
Java代碼??
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策略模式
?從策略一詞來看,策略模式是種傾向于行為的模式.有點類似找仗時的做戰(zhàn)方案，一般司令員在做戰(zhàn)前都會根據(jù)實際情況做出幾套不同的方案，如果當(dāng)時情況有變，就會根據(jù)相應(yīng)的條件來判定用哪一套方案來替換原定方案。但無論如何替換，替換多少次，仗還是要打的。
? 舉例：導(dǎo)出成EXCEL，WORD，PDF文件的功能，這三類導(dǎo)出雖然具體操作略有不同，但是大部分都相同。
策略模式與工廠模式從uml圖上來說，基本一致。只是強調(diào)的封裝不同。我們以工廠模式和策略模式的比較來講解策略模式。
工廠模式我們可以做如下理解：假設(shè)有Audi的公司生產(chǎn)汽車，它掌握一項核心的技術(shù)就是生產(chǎn)汽車，另一方面，它生產(chǎn)的汽車是有不同型號的，并且在不同的生產(chǎn)線上進行組裝。當(dāng)客戶通過銷售部門進行預(yù)定后，Audi公司將在指定的生產(chǎn)線上為客戶生產(chǎn)出它所需要的汽車。
策略(Strategy)模式在結(jié)構(gòu)上與工廠模式類似，唯一的區(qū)別是工廠模式實例化一個產(chǎn)品的操作是在服務(wù)端來做的，換句話說客戶端傳達給服務(wù)端的只是某種標(biāo)識，服務(wù)端根據(jù)該標(biāo)識實例化一個對象。而策略模式的客戶端傳達給服務(wù)端的是一個實例，服務(wù)端只是將該實例拿過去在服務(wù)端的環(huán)境里執(zhí)行該實例的方法。這就好比一個對汽車不甚了解的人去買車，他在那一比劃，說要什么什么樣的，銷售部門根據(jù)他的這個“比劃”來形成一份訂單，這就是工廠模式下的工作方式。而策略模式下那個顧客就是個行家，他自己給出了訂單的詳細(xì)信息，銷售部門只是轉(zhuǎn)了一下手就交給生產(chǎn)部門去做了。通過兩相對比，我們不難發(fā)現(xiàn)，采用工廠模式必須提供足夠靈活的銷售部門，如果用戶有了新的需求，銷售部門必須馬上意識到這樣才可以做出合適的訂單。所以倘一款新車出來了，生產(chǎn)部門和銷售部門都需要更新，對顧客來說也需要更新對新車的描述所以需要改動的地方有三處。而策略模式中的銷售部門工作比較固定，它只負(fù)責(zé)接受訂單并執(zhí)行特定的幾個操作。當(dāng)一款新車出來時，只需要對服務(wù)端的生產(chǎn)部門和客戶端的代碼進行更新，而不需要更新銷售部門的代碼。?
技術(shù)支持： 簡單工廠和策略的基礎(chǔ)都是因為面向?qū)ο蟮姆庋b與多態(tài)。他們實現(xiàn)的思想都是先設(shè)定一個抽象的模型并從該模型派生出符合不同客戶需求的各種方法，并加以封裝。
工廠模式和策略模式的區(qū)別在于實例化一個對象的位置不同，對工廠模式而言，實例化對象是放在服務(wù)端的，即放在了工廠類里面；
而策略模式實例化對象的操作在客戶端，服務(wù)端的“銷售部門”只負(fù)責(zé)傳遞該對象，并在服務(wù)端的環(huán)境里執(zhí)行特定的操作。。。
工廠模式要求服務(wù)端的銷售部門足夠靈敏，而策略模式由于對策略進行了封裝，所以他的銷售部門比較傻，需要客戶提供足夠能區(qū)分使用哪種策略的參數(shù)，而這最好的就是該策略的實例了。
Java代碼??
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策略模式的優(yōu)缺點
? 策略模式的主要優(yōu)點有：
- 策略類之間可以自由切換，由于策略類實現(xiàn)自同一個抽象，所以他們之間可以自由切換。
- 易于擴展，增加一個新的策略對策略模式來說非常容易，基本上可以在不改變原有代碼的基礎(chǔ)上進行擴展。
- 避免使用多重條件，如果不使用策略模式，對于所有的算法，必須使用條件語句進行連接，通過條件判斷來決定使用哪一種算法，在上一篇文章中我們已經(jīng)提到，使用多重條件判斷是非常不容易維護的。
? 策略模式的缺點主要有兩個：
- 維護各個策略類會給開發(fā)帶來額外開銷，可能大家在這方面都有經(jīng)驗：一般來說，策略類的數(shù)量超過5個，就比較令人頭疼了。
- 必須對 客戶端（調(diào)用者）暴露所有的策略類，因為使用哪種策略是由客戶端來決定的，因此，客戶端應(yīng)該知道有什么策略，并且了解各種策略之間的區(qū)別，否則，后果很嚴(yán) 重。例如，有一個排序算法的策略模式，提供了快速排序、冒泡排序、選擇排序這三種算法，客戶端在使用這些算法之前，是不是先要明白這三種算法的適用情況？ 再比如，客戶端要使用一個容器，有鏈表實現(xiàn)的，也有數(shù)組實現(xiàn)的，客戶端是不是也要明白鏈表和數(shù)組有什么區(qū)別？就這一點來說是有悖于迪米特法則的。
適用場景
??????? 做面向?qū)ο笤O(shè)計的，對策略模式一定很熟悉，因為它實質(zhì)上就是面向?qū)ο笾械睦^承和多態(tài)，在看完策略模式的通用代碼后，我想，即使之前從來沒有聽說過策略模式，在開發(fā)過程中也一定使用過它吧？至少在在以下兩種情況下，大家可以考慮使用策略模式，
- 幾個類的主要邏輯相同，只在部分邏輯的算法和行為上稍有區(qū)別的情況。
- 有幾種相似的行為，或者說算法，客戶端需要動態(tài)地決定使用哪一種，那么可以使用策略模式，將這些算法封裝起來供客戶端調(diào)用。
?????? 策略模式是一種簡單常用的模式，我們在進行開發(fā)的時候，會經(jīng)常有意無意地使用它，一般來說，策略模式不會單獨使用，跟模版方法模式、工廠模式等混合使用的情況比較多。
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的工厂模式简介和应用场景的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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