设计模式-简单工厂模式

设计模式的起源
模式的研究起源于建筑设计大师Christopher Alexander的关于城市规划和建筑设计的著作。尽管他的著作是针对城市规划和建筑设计的，但是作者的观点实际上适用于所有工程设计领域，包括软件开发设计领域。

Alexander 在他的著作中指出，「每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案的核心。这样，你就能一次又一次地使用该方案而不必做重复劳动」。尽管Alexander所指的是城市和建筑模式，但他的思想也同样适用于面向对象设计模式，只是在面向对象的解决方案里，我们用对象和接口代替了墙壁和门窗。两类模式的核心都在于提供了相关问题的解决方案。

创建模式-为什么使用简单工厂模式
设计模式一般主要分为创建模式、结构模式、行为模式。本文主要讲解「创建模式」中的「简单工厂模式」。

创建模式（Creational Pattern）是对类的实例化过程的抽象化。一些系统在创建对象时，需要动态地决定怎样创建对象，创建哪些对象，以及如何组合和表示这些对象。创建模式描述了怎样构造和封装这些动态的决定。
创建模式分为类的创建模式和对象的创建模式两种。
1.类的创建模式：类的创建模式使用继承关系，把类的创建延迟到子类，从而封装了客户端将得到哪些具体类的信息，并且隐藏了这些类的实例是如何创建和放在一起。
2.对象的创建模式： 对象的创建模式则把对象的创建过程动态地委派给另一个对象，从而动态地决定客户端将得到哪些具体类的实例，以及这些类的实例是如何被创建和组合在一起的。

创建模式包括：简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、多例模式、建造模式、原始模型模式等等。

工厂模式的几种形态
工厂模式专门负责将大量有共同接口的类实例化。工厂模式可以动态决定将哪一个类实例化，不必事先知道每次要实例化哪一个类。工厂模式有以下几种形态：
1.简单工厂模式（Simple Factory Pattern）
2.工厂方法模式(Factory Method Pattern)
3.抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)

简单工厂模式，或称静态工厂方法（Static Factory Method）模式。该模式的核心是工厂类,这个类含有必要的判断逻辑，可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例。而客户端则可以免除直接创建产品对象的责任，而仅仅负责「消费」产品。简单工厂模式通过这种做法实现了对责任的分割。

栗子：
比如说有一家农场，向市场销售各种类型的水果。在农场中有种植以下水果：
1.苹果 Apple
2.葡萄 Grape
3.草莓 Strawberry

水果与其他的植物有很大的不同，水果最终是可以采摘食用的。那么一个自然的作法就是建立一个各种水果都适用的接口，以便与农场里的其他植物区分开。

水果接口规定出所有的水果必须实现的接口，包括任何水果类必须具备的方法：
1.种植plant()
2.生长grow()
3.收获harvest()

水果接口源码：

public interface Fruit {
     //种植
     void plant();
     //生长
     void grow();
     //收获
     void harvest();
}

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Apple类是水果类的一种，因此它实现了水果接口所声明的所有方法。另外，由于苹果是多年生植物，因此多出一个treeAge性质，描述苹果树的树龄。
苹果类的源码：

public class Apple implements Fruit {
    private int treeAge;
     
    public void plant() {
        System.out.println(“Apple has been planted.”);
    }
     
    public void grow() {
        System.out.println(“Apple is growing.”);
    }
     
    public void harvest() {
        System.out.println(“Apple has been harvested.”);
    }
    
    public int getTreeAge() {
        return treeAge;
    }
    
    public void setTreeAge(int treeAge) {
        this.treeAge = treeAge;
    }
}

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同样，Grape类是水果类的一种，也实现了Fruit接口所声明的所有方法。但由于葡萄分为有籽和无籽两种，因此，比普通水果多出一个seedless性质。
葡萄类的源码：

public class Grape implements Fruit {
    private boolean seedless;
     
    public void plant() {
        System.out.println(“Grape has been planted.”);
    }
    
    public void grow() {
        System.out.println(“Grape is growing.”);
    }
    
    public void harvest() {
        System.out.println(“Grape has been harvested.”);
    }
    
    public boolean getSeedless() {
        return seedless;
    }
    
    public void setSeedless(boolean seedless) {
        this.seedless = seedless;
    }
}

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Strawberry 类实现了Fruit接口，因此也是水果类型的子类型。
草莓类源码：

public class Strawberry implements Fruit {
    public void plant() {
        System.out.println(“Grape has been planted.”);
    }
    
    public void grow() {
        System.out.println(“Grape is growing.”);
    }
    
    public void harvest() {
        System.out.println(“Grape has been harvested.”);
    }
}

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接下来，我们需要定义一个工厂类，在我们的栗子中是FruitFactory类。该类中有一个静态的getFruit方法，取决于条件的给予，返回不同的Fruit实例。

class FruitFactory {
    public static Fruit getFruit(String criteria) {
        if (criteria.equals(“Apple”)) {
            return new Apple();
        } else if (criteria.equals(“Grape")) {
            return new Grape();
        } else if (criteria.equals(“Strawberry”)) {
            return new Strawberry();
        }
        return null;  
    }
}

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最后作为消费者，仅需调用FruitFactory的静态方法getFruit（），即可以得到可口的水果了。具体代码如下：

public class FruitConsumer {
    public static void main(String[] args) {
        Fruit fruit = null;
        
        fruit = FruitFactory.getFruit("Apple");
        fruit.harvest();
        
        fruit = FruitFactory.getFruit("Grape");
        fruit.harvest(); 
               
        fruit = FruitFactory.getFruit("Strawberry");
        fruit.harvest();
    }
}

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输出结果：

Apple has been harvested.
Grape has been harvested.
Strawberry has been harvested.

参考：
「1」Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software
「2」Java 与模式
「3」A Java Factory Pattern example