创建型模式：工厂模式(简单工厂+工厂方法+抽象工厂)
一、引子
話說(shuō)十年前，有一個(gè)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(jī)為他開車。不過，爆發(fā)戶坐車時(shí)總是這樣：上Benz車后跟司機(jī)說(shuō)“開奔馳車！”，坐上Bmw后他說(shuō)“開寶馬車！”，坐上 Audi后他說(shuō)“開奧迪車！”。
你一定說(shuō)：這人有病！直接說(shuō)開車不就行了？！而當(dāng)把這個(gè)爆發(fā)戶的行為放到我們程序語(yǔ)言中來(lái)，我們發(fā)現(xiàn)C語(yǔ)言一直是通過這種方式來(lái)坐車的！
幸運(yùn)的是這種有病的現(xiàn)象在OO語(yǔ)言中可以避免了。下面以Java語(yǔ)言為基礎(chǔ)來(lái)引入我們本文的主題：工廠模式！
二、簡(jiǎn)介
工廠模式主要是為創(chuàng)建對(duì)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(jiǎn)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(jiǎn)單工廠模式看為工廠方法模式的一種特例，兩個(gè)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(diǎn)：
1.在編碼時(shí)不能預(yù)見需要?jiǎng)?chuàng)建哪種類的實(shí)例。
2.系統(tǒng)不應(yīng)依賴于產(chǎn)品類實(shí)例如何被創(chuàng)建、組合和表達(dá)的細(xì)節(jié)
工廠模式能給我們的OOD、OOP(OOD:面向?qū)ο笤瓌tOOP:面向?qū)ο缶幊?帶來(lái)哪些好處呢？？
三、簡(jiǎn)單工廠模式
這個(gè)模式本身很簡(jiǎn)單而且使用在業(yè)務(wù)較簡(jiǎn)單的情況下。一般用于小項(xiàng)目或者具體產(chǎn)品很少擴(kuò)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(shí)現(xiàn)的接口。由接口或者抽象類來(lái)實(shí)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(duì)象就是此角色的實(shí)例。在java中由一個(gè)具體類實(shí)現(xiàn)，如例子中的Benz、Bmw類。
?
來(lái)用類圖來(lái)清晰的表示下的它們之間的關(guān)系：
?
客戶端要Product，直接去抽象工廠拿就可以了。
下面就來(lái)給那個(gè)暴發(fā)戶治病：在使用了簡(jiǎn)單工廠模式后，現(xiàn)在暴發(fā)戶只需要坐在車?yán)飳?duì)司機(jī)說(shuō)句：“開車”就可以了。來(lái)看看怎么用代碼實(shí)現(xiàn)的：（為方便起見，所有的類放在一個(gè)文件中，故有一個(gè)類被聲明為public）
?
Java代碼??
1.? //抽象產(chǎn)品??
2.? abstract?class?Car{??
3.? ????private?String?name;??
4.? ??????
5.? ????public?abstract?void?drive();??
6.? ??????
7.? ????public?String?getName()?{??
8.? ????????return?name;??
9.? ????}??
10. ????public?void?setName(String?name)?{??
11. ????????this.name?=?name;??
12. ????}??
13. }??
14. //具體產(chǎn)品??
15. class?Benz?extends?Car{??
16. ????public?void?drive(){??
17. ????????System.out.println(this.getName()+"----go-----------------------");??
18. ????}??
19. }??
20. ??
21. class?Bmw?extends?Car{??
22. ????public?void?drive(){??
23. ????????System.out.println(this.getName()+"----go-----------------------");??
24. ????}??
25. }??
26. ??
27. //簡(jiǎn)單工廠??
28. class?Driver{??
29. ????public?static?Car?createCar(String?car){??
30. ????????Car?c?=?null;??
31. ????????if("Benz".equalsIgnoreCase(car))??
32. ????????????c?=?new?Benz();??
33. ????????else?if("Bmw".equalsIgnoreCase(car))??
34. ????????????c?=?new?Bmw();??
35. ????????return?c;??
36. ????}??
37. }??
38. ??
39. //老板??
40. public?class?BossSimplyFactory?{??
41. ??
42. ????public?static?void?main(String[]?args)?throws?IOException?{??
43. ????????//老板告訴司機(jī)我今天坐奔馳??
44. ????????Car?car?=?Driver.createCar("benz");??
45. ????????car.setName("benz");??
46. ?????????//司機(jī)開著奔馳出發(fā)??
47. ????????car.drive();??
48. ????}??
49.}
?
如果老板要坐奧迪，同理。
?
這便是簡(jiǎn)單工廠模式了。那么它帶了了什么好處呢？
開放封閉原則知道我們?cè)陧?xiàng)目進(jìn)展過程中要盡量多拓展，少修改。
首先，符合現(xiàn)實(shí)中的情況；而且客戶端免除了直接創(chuàng)建產(chǎn)品對(duì)象的責(zé)任，而僅僅負(fù)責(zé)“消費(fèi)”產(chǎn)品（正如暴發(fā)戶所為）。
下面我們從開閉原則上來(lái)分析下簡(jiǎn)單工廠模式。當(dāng)暴發(fā)戶增加了一輛車的時(shí)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(gè)新的車類，繼承抽象產(chǎn)品Car）那么對(duì)于產(chǎn)品部分來(lái)說(shuō)，它是符合開閉原則的——對(duì)擴(kuò)展開放、對(duì)修改關(guān)閉；但是工廠類不太理想，因?yàn)槊吭黾右惠v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。
而在實(shí)際應(yīng)用中，很可能產(chǎn)品是一個(gè)多層次的樹狀結(jié)構(gòu)。由于簡(jiǎn)單工廠模式中只有一個(gè)工廠類來(lái)對(duì)應(yīng)這些產(chǎn)品，所以這可能會(huì)把我們的上帝類壞了。
正如我前面提到的簡(jiǎn)單工廠模式適用于業(yè)務(wù)簡(jiǎn)單的情況下或者具體產(chǎn)品很少增加的情況。而對(duì)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(lái)出場(chǎng)了！！
四、工廠方法模式（滿足OCP原則）
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(wú)關(guān)。是具體工廠角色必須實(shí)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(lái)實(shí)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(duì)應(yīng)的具體產(chǎn)品的對(duì)象。在java中它由具體的類來(lái)實(shí)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(shí)現(xiàn)的接口。在java中一般有抽象類或者接口來(lái)實(shí)現(xiàn)。
具體產(chǎn)品角色：具體工廠角色所創(chuàng)建的對(duì)象就是此角色的實(shí)例。在java中由具體的類來(lái)實(shí)現(xiàn)。
來(lái)用類圖來(lái)清晰的表示下的它們之間的關(guān)系：
?
話說(shuō)暴發(fā)戶生意越做越大，自己的愛車也越來(lái)越多。這可苦了那位司機(jī)師傅了，什么車它都要記得，維護(hù)，都要經(jīng)過他來(lái)使用！于是暴發(fā)戶同情他說(shuō)：我給你分配幾個(gè)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：
（將之前一個(gè)工廠new所有的產(chǎn)品的任務(wù)分散給多個(gè)工廠去new。）
Java代碼??
1.? //抽象產(chǎn)品??
2.? abstract?class?Car{??
3.? ????private?String?name;??
4.? ??????
5.? ????public?abstract?void?drive();??
6.? ??????
7.? ????public?String?getName()?{??
8.? ????????return?name;??
9.? ????}??
10. ????public?void?setName(String?name)?{??
11. ????????this.name?=?name;??
12. ????}??
13. }??
14. //具體產(chǎn)品??
15. class?Benz?extends?Car{??
16. ????public?void?drive(){??
17. ????????System.out.println(this.getName()+"----go-----------------------");??
18. ????}??
19. }??
20. class?Bmw?extends?Car{??
21. ????public?void?drive(){??
22. ????????System.out.println(this.getName()+"----go-----------------------");??
23. ????}??
24. }??
25. ??
26. ??
27. //抽象工廠??
28. abstract?class?Driver{??
29. ????public?abstract?Car?createCar(String?car)?throws?Exception;??
30. }??
31. //具體工廠（每個(gè)具體工廠負(fù)責(zé)一個(gè)具體產(chǎn)品）??
32. class?BenzDriver?extends?Driver{??
33. ????public?Car?createCar(String?car)?throws?Exception?{??
34. ????????return?new?Benz();??
35. ????}??
36. }??
37. class?BmwDriver?extends?Driver{??
38. ????public?Car?createCar(String?car)?throws?Exception?{??
39. ????????return?new?Bmw();??
40. ????}??
41. }??
42. ??
43. //老板??
44. public?class?Boss{??
45. ??
46. ????public?static?void?main(String[]?args)?throws?Exception?{??
47. ????????Driver?d?=?new?BenzDriver();? //多態(tài)機(jī)制
48. ????????Car?c?=?d.createCar("benz");???//多態(tài)機(jī)制
49. ????????c.setName("benz");??
50. ????????c.drive();??//多態(tài)機(jī)制
51. ????}??
52. }??
?
????? 使用開閉原則來(lái)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(shí)，只要按照抽象產(chǎn)品角色、抽象工廠角色提供的合同來(lái)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(shí)，只要?jiǎng)?chuàng)建并集繼承抽象產(chǎn)品；新建具體工廠繼承抽象工廠；而不用修改任何一個(gè)類）
工廠方法模式是完全符合開閉原則的！
?
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(shí)，就會(huì)出現(xiàn)大量的與之對(duì)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(jiǎn)單工廠模式與工廠方法模式相結(jié)合的方式來(lái)減少工廠類：即對(duì)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(jiǎn)單工廠模式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)然特殊的情況，就要特殊對(duì)待了：對(duì)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(gè)名詞）。那么這種情況下就可能可以使用抽象工廠模式了。
五、小結(jié)
讓我們來(lái)看看簡(jiǎn)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(lái)實(shí)現(xiàn)我們的例子，也許代碼會(huì)減少很多——只需要實(shí)現(xiàn)已有的車，不使用多態(tài)。但是在可維護(hù)性上，可擴(kuò)展性上是非常差的（你可以想象一下添加一輛車后要牽動(dòng)的類）。因此為了提高擴(kuò)展性和維護(hù)性，多寫些代碼是值得的。
六、抽象工廠模式
先來(lái)認(rèn)識(shí)下什么是產(chǎn)品族：位于不同產(chǎn)品等級(jí)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(gè)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(gè)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(gè)產(chǎn)品族。
可以這么說(shuō)，它和工廠方法模式的區(qū)別就在于需要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象的復(fù)雜程度上。而且抽象工廠模式是三個(gè)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(gè)接口，可以創(chuàng)建多個(gè)產(chǎn)品族中的產(chǎn)品對(duì)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(gè)產(chǎn)品族，而系統(tǒng)一次只可能消費(fèi)其中一族產(chǎn)品
2.同屬于同一個(gè)產(chǎn)品族的產(chǎn)品以其使用。
來(lái)看看抽象工廠模式的各個(gè)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(wú)關(guān)。是具體工廠角色必須實(shí)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(lái)實(shí)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(duì)應(yīng)的具體產(chǎn)品的對(duì)象。在java中它由具體的類來(lái)實(shí)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(shí)現(xiàn)的接口。在java中一般有抽象類或者接口來(lái)實(shí)現(xiàn)。
具體產(chǎn)品角色：具體工廠角色所創(chuàng)建的對(duì)象就是此角色的實(shí)例。在java中由具體的類來(lái)實(shí)現(xiàn)。
?
1.? //抽象產(chǎn)品（Bmw和Audi同理）??
2.? abstract?class?BenzCar{??
3.? ????private?String?name;??
4.? ??????
5.? ????public?abstract?void?drive();??
6.? ??????
7.? ????public?String?getName()?{??
8.? ????????return?name;??
9.? ????}??
10. ????public?void?setName(String?name)?{??
11. ????????this.name?=?name;??
12. ????}??
13. }??
14. //具體產(chǎn)品（Bmw和Audi同理）??
15. class?BenzSportCar?extends?BenzCar{??
16. ????public?void?drive(){??
17. ????????System.out.println(this.getName()+"----BenzSportCar-----------------------");??
18. ????}??
19. }??
20. class?BenzBusinessCar?extends?BenzCar{??
21. ????public?void?drive(){??
22. ????????System.out.println(this.getName()+"----BenzBusinessCar-----------------------");??
23. ????}??
24. }??
25. ??
26. abstract?class?BmwCar{??
27. ????private?String?name;??
28. ??????
29. ????public?abstract?void?drive();??
30. ??????
31. ????public?String?getName()?{??
32. ????????return?name;??
33. ????}??
34. ????public?void?setName(String?name)?{??
35. ????????this.name?=?name;??
36. ????}??
37. }??
38. class?BmwSportCar?extends?BmwCar{??
39. ????public?void?drive(){??
40. ????????System.out.println(this.getName()+"----BmwSportCar-----------------------");??
41. ????}??
42. }??
43. class?BmwBusinessCar?extends?BmwCar{??
44. ????public?void?drive(){??
45. ????????System.out.println(this.getName()+"----BmwBusinessCar-----------------------");??
46. ????}??
47. }??
48. ??
49. abstract?class?AudiCar{??
50. ????private?String?name;??
51. ??????
52. ????public?abstract?void?drive();??
53. ??????
54. ????public?String?getName()?{??
55. ????????return?name;??
56. ????}??
57. ????public?void?setName(String?name)?{??
58. ????????this.name?=?name;??
59. ????}??
60. }??
61. class?AudiSportCar?extends?AudiCar{??
62. ????public?void?drive(){??
63. ????????System.out.println(this.getName()+"----AudiSportCar-----------------------");??
64. ????}??
65. }??
66. class?AudiBusinessCar?extends?AudiCar{??
67. ????public?void?drive(){??
68. ????????System.out.println(this.getName()+"----AudiBusinessCar-----------------------");??
69. ????}??
70. }??
71. ??
72. ??
73. //抽象工廠??
74. abstract?class?Driver3{??
75. ????public?abstract?BenzCar?createBenzCar(String?car)?throws?Exception;??
76. ??????
77. ????public?abstract?BmwCar?createBmwCar(String?car)?throws?Exception;??
78. ??????
79. ????public?abstract?AudiCar?createAudiCar(String?car)?throws?Exception;??
80. }??
81. //具體工廠? （根據(jù)產(chǎn)品族去開流水線，不同的工廠生產(chǎn)相同類型的不同品牌的產(chǎn)品）
82. class?SportDriver?extends?Driver3{??
83. ????public?BenzCar?createBenzCar(String?car)?throws?Exception?{??
84. ????????return?new?BenzSportCar();??
85. ????}??
86. ????public?BmwCar?createBmwCar(String?car)?throws?Exception?{??
87. ????????return?new?BmwSportCar();??
88. ????}??
89. ????public?AudiCar?createAudiCar(String?car)?throws?Exception?{??
90. ????????return?new?AudiSportCar();??
91. ????}??
92. }??
93. class?BusinessDriver?extends?Driver3{??
94. ????public?BenzCar?createBenzCar(String?car)?throws?Exception?{??
95. ????????return?new?BenzBusinessCar();??
96. ????}??
97. ????public?BmwCar?createBmwCar(String?car)?throws?Exception?{??
98. ????????return?new?BmwBusinessCar();??
99. ????}??
100. ????public?AudiCar?createAudiCar(String?car)?throws?Exception?{??
101. ????????return?new?AudiBusinessCar();??
102. ????}??
103. }??
104. ??
105. //老板??
106. public?class?BossAbstractFactory?{??
107. ??
108. ????public?static?void?main(String[]?args)?throws?Exception?{??
109. ??????????
110. ????????Driver3?d?=?new?BusinessDriver();??
111. ????????AudiCar?car?=?d.createAudiCar("");??
112. ????????car.drive();??
113. ????}??
114. }??
?
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(chǎng)景下。
抽象工廠模式的缺點(diǎn)：如果需要增加新的產(chǎn)品樹，那么就要新增三個(gè)產(chǎn)品類（即不可以增加產(chǎn)品，不然會(huì)導(dǎo)致每個(gè)抽象工廠都要加入該產(chǎn)品。），(只可以增加產(chǎn)品族，直接新建一個(gè)抽象工廠即可。)這樣大批量的改動(dòng)是很丑陋的做法。
抽象工廠模式就是：抽象產(chǎn)品類是分支成一個(gè)產(chǎn)品樹，比如一個(gè)寶馬品牌有很多類型，商務(wù)、SUV等。具體產(chǎn)品（商務(wù)、SUV等）來(lái)繼承抽象產(chǎn)品（寶馬品牌）。
抽象工廠（集成多個(gè)品牌的生產(chǎn)方法，多個(gè)供貨商（具體工廠，比如甲廠專門生產(chǎn)商務(wù)車，乙廠專門生產(chǎn)SUV）都一一實(shí)現(xiàn)這些不同品牌的生產(chǎn)方法，但是只生產(chǎn)這不同品牌的同一種類型的車（可以試想，每個(gè)廠子的流水線不同）），具體工廠生產(chǎn)同一個(gè)產(chǎn)品族的不同品牌的產(chǎn)品。這樣使得生產(chǎn)結(jié)構(gòu)更有層次性。
抽象產(chǎn)品和具體產(chǎn)品?
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?抽象工廠和具體工廠
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《新程序員》：云原生和全面數(shù)字化實(shí)踐50位技術(shù)專家共同創(chuàng)作，文字、視頻、音頻交互閱讀總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的创建型模式：工厂模式(简单工厂+工厂方法+抽象工厂)的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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