创建型模式：工厂模式(简单工厂+工厂方法+抽象工厂)
一、引子
話說十年前，有一個爆發戶，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？！而當把這個爆發戶的行為放到我們程序語言中來，我們發現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象在OO語言中可以避免了。下面以Java語言為基礎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該記得使用工廠模式呢？大體有兩點：
1.在編碼時不能預見需要創建哪種類的實例。
2.系統不應依賴于產品類實例如何被創建、組合和表達的細節
工廠模式能給我們的OOD、OOP(OOD:面向對象原則OOP:面向對象編程)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務較簡單的情況下。一般用于小項目或者具體產品很少擴展的情況（這樣工廠類才不用經常更改）。
它由三種角色組成：
?
工廠類角色：這是本模式的核心，含有一定的商業邏輯和判斷邏輯，根據邏輯不同，產生具體的工廠產品。如例子中的Driver類。
抽象產品角色：它一般是具體產品繼承的父類或者實現的接口。由接口或者抽象類來實現。如例中的Car接口。
具體產品角色：工廠類所創建的對象就是此角色的實例。在java中由一個具體類實現，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系：
?
客戶端要Product，直接去抽象工廠拿就可以了。
下面就來給那個暴發戶治病：在使用了簡單工廠模式后，現在暴發戶只需要坐在車里對司機說句：“開車”就可以了。來看看怎么用代碼實現的：（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）
?
Java代碼??
1.? //抽象產品??
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. ????????//老板告訴司機我今天坐奔馳??
44. ????????Car?car?=?Driver.createCar("benz");??
45. ????????car.setName("benz");??
46. ?????????//司機開著奔馳出發??
47. ????????car.drive();??
48. ????}??
49.}
?
如果老板要坐奧迪，同理。
?
這便是簡單工廠模式了。那么它帶了了什么好處呢？
開放封閉原則知道我們在項目進展過程中要盡量多拓展，少修改。
首先，符合現實中的情況；而且客戶端免除了直接創建產品對象的責任，而僅僅負責“消費”產品（正如暴發戶所為）。
下面我們從開閉原則上來分析下簡單工廠模式。當暴發戶增加了一輛車的時候，只要符合抽象產品制定的合同，那么只要通知工廠類知道就可以被客戶使用了。（即創建一個新的車類，繼承抽象產品Car）那么對于產品部分來說，它是符合開閉原則的——對擴展開放、對修改關閉；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的商業邏輯和判斷邏輯，這顯自然是違背開閉原則的。
而在實際應用中，很可能產品是一個多層次的樹狀結構。由于簡單工廠模式中只有一個工廠類來對應這些產品，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務簡單的情況下或者具體產品很少增加的情況。而對于復雜的業務環境可能不太適應了。這就應該由工廠方法模式來出場了！！
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，它與應用程序無關。是具體工廠角色必須實現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。
具體工廠角色：它含有和具體業務邏輯有關的代碼。由應用程序調用以創建對應的具體產品的對象。在java中它由具體的類來實現。
抽象產品角色：它是具體產品繼承的父類或者是實現的接口。在java中一般有抽象類或者接口來實現。
具體產品角色：具體工廠角色所創建的對象就是此角色的實例。在java中由具體的類來實現。
來用類圖來清晰的表示下的它們之間的關系：
?
話說暴發戶生意越做越大，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，都要經過他來使用！于是暴發戶同情他說：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了。代碼如下：
（將之前一個工廠new所有的產品的任務分散給多個工廠去new。）
Java代碼??
1.? //抽象產品??
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（每個具體工廠負責一個具體產品）??
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();? //多態機制
48. ????????Car?c?=?d.createCar("benz");???//多態機制
49. ????????c.setName("benz");??
50. ????????c.drive();??//多態機制
51. ????}??
52. }??
?
????? 使用開閉原則來分析下工廠方法模式。當有新的產品（即暴發戶的汽車）產生時，只要按照抽象產品角色、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。
（即當有新產品時，只要創建并集繼承抽象產品；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！
?
使用工廠方法模式足以應付我們可能遇到的大部分業務需求。但是當產品種類非常多時，就會出現大量的與之對應的工廠類，這不應該是我們所希望的。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合的方式來減少工廠類：即對于產品樹上類似的種類（一般是樹的葉子中互為兄弟的）使用簡單工廠模式來實現。
當然特殊的情況，就要特殊對待了：對于系統中存在不同的產品樹，而且產品樹上存在產品族（下一節將解釋這個名詞）。那么這種情況下就可能可以使用抽象工廠模式了。
五、小結
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我們的例子，也許代碼會減少很多——只需要實現已有的車，不使用多態。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。
六、抽象工廠模式
先來認識下什么是產品族：位于不同產品等級結構中，功能相關聯的產品組成的家族。
圖中的BmwCar和BenzCar就是兩個產品樹（產品層次結構）；而如圖所示的BenzSportsCar和BmwSportsCar就是一個產品族。他們都可以放到跑車家族中，因此功能有所關聯。同理BmwBussinessCar和BenzBusinessCar也是一個產品族。
可以這么說，它和工廠方法模式的區別就在于需要創建對象的復雜程度上。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，可以創建多個產品族中的產品對象。
而且使用抽象工廠模式還要滿足一下條件：
1.系統中有多個產品族，而系統一次只可能消費其中一族產品
2.同屬于同一個產品族的產品以其使用。
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，它與應用程序無關。是具體工廠角色必須實現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。
具體工廠角色：它含有和具體業務邏輯有關的代碼。由應用程序調用以創建對應的具體產品的對象。在java中它由具體的類來實現。
抽象產品角色：它是具體產品繼承的父類或者是實現的接口。在java中一般有抽象類或者接口來實現。
具體產品角色：具體工廠角色所創建的對象就是此角色的實例。在java中由具體的類來實現。
?
1.? //抽象產品（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? （根據產品族去開流水線，不同的工廠生產相同類型的不同品牌的產品）
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屬于產品樹；同理BmwSportCar和BmwBusinessCar。
而BenzSportCar和BmwSportCar和AudiSportCar屬于產品族。
所以抽象工廠模式一般用于具有產品樹和產品族的場景下。
抽象工廠模式的缺點：如果需要增加新的產品樹，那么就要新增三個產品類（即不可以增加產品，不然會導致每個抽象工廠都要加入該產品。），(只可以增加產品族，直接新建一個抽象工廠即可。)這樣大批量的改動是很丑陋的做法。
抽象工廠模式就是：抽象產品類是分支成一個產品樹，比如一個寶馬品牌有很多類型，商務、SUV等。具體產品（商務、SUV等）來繼承抽象產品（寶馬品牌）。
抽象工廠（集成多個品牌的生產方法，多個供貨商（具體工廠，比如甲廠專門生產商務車，乙廠專門生產SUV）都一一實現這些不同品牌的生產方法，但是只生產這不同品牌的同一種類型的車（可以試想，每個廠子的流水線不同）），具體工廠生產同一個產品族的不同品牌的產品。這樣使得生產結構更有層次性。
抽象產品和具體產品?
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?抽象工廠和具體工廠
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《新程序員》：云原生和全面數字化實踐50位技術專家共同創作，文字、視頻、音頻交互閱讀總結
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)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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