设计模式2.1 简单工厂模式

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2.1.1 工厂模式的几种形态

工厂模式主要用一下几种形态：

1. 简单工厂（Simple Factory）：专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。它又称为静态工厂方法模式。
2. 工厂方法（Factory Method）：提前定义用于创建对象的接口，让子类决定实例化具体的某一个类，即在工厂和产品中间增加接口，工厂不再负责产品的创建，由接口针对不同条件返回具体的类实例，由具体类实例去实现。又称为多态性工厂模式或虚拟构造子模式。
3. 抽象工厂（Abstract Factory）：抽象工厂模式是指当有多个抽象角色时，使用的一种工厂模式。抽象工厂模式可以向客户端提供一个接口，使客户端在不必指定产品的具体的情况下，创建多个产品族中的产品对象。又称为工具箱模式。

2.1.2 简单工厂模式

简单工厂模式

简单工厂模式

• 简单工厂模式(Simple Factory Pattern)又称为静态工厂方法(Static Factory Method)模式，它属于类创建型模式。
• 在简单工厂模式中，可以根据自变量的不同返回不同类的实例。
• 简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。

简单工厂模式的三个角色

1. 工厂类（Creator）角色：担任这个角色的是工厂方法模式的核心，含有与应用紧密相关的商业逻辑。工厂类在客户端的直接调用下创建产品对象，它往往由一个具体Java类实现。
2. 抽象产品（Product）角色：担任这个角色的类是工厂方法模式所创建的对象的父类，或它们共同拥有的接口。抽象产品角色可以用一个Java接口或者Java抽象类实现。
3. 具体产品（Concrete Product）角色：工厂方法模式所创建的任何对象都是这个角色的实例，具体产品角色由一个具体Java 类实现。

abstract class Fruit {}
class Apple extends Fruit {}
class Banana extends Fruit {}

class FruitFactory {
    public static Fruit newInstance(Class<? extends Fruit> clz)  {
        try {
            return clz.newInstance();
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

多个工厂方法

每个工厂类可以有多于一个的工厂方法，分别负责创建不同的产品对象。比如java.text.DateFormat类是其子类的工厂类，而它就提供了多个静态工厂方法。

工厂角色与抽象产品角色合并

在有些情况下，工厂角色可以由抽象产品角色扮演。典型的应用就是java.text.DateFormat类，一个抽象产品类同时是子类的工厂。

三个角色全部合并

如果抽象产品角色已经被忽略，而工厂角色就可以与具体产品角色合并。换言之，一个产品类为自身的工厂。

 class ConcreteProduct {
    public static ConcreteProduct factory() {
        return new ConcreteProduct();
    }
}

2.1.3 简单工厂模式与其他模式的关系

单例模式

• 单例模式使用了简单工厂模式。换言之，单例类具有一个静态工厂方法提供自身的实例。
• 单例模式并不是简单工厂模式的退化情形，单例模式要求单例类的构造方法是私有的，从而客户端不能直接将之实例化，而必须通过这个静态工厂方法将之实例化
• 单例类自身是自己的工厂角色。换言之，单例类自己负责创建自身的实例。
• 单例类使用一个静态的属性存储自己的惟一实例 ，工厂方法永远仅提供这一个实例。

多例模式

• 多例模式是对单例模式的推广。多例模式与单例模式的共同之处在于它们都禁止外界直接将之实例化，同时通过静态工厂方法向外界提供循环使用的自身的实例。它们的不同在于单例模式仅有一个实例，而多例模式则可以有多个实例。
• 多例模式往往具有一个聚集属性，通过向这个聚集属性登记已经创建过的实例达到循环使用实例的目的。一般而言，一个典型的多例类具有某种内部状态，这个内部状态可以用来区分各个实例；而对应于每一个内部状态，都只有一个实例存在。
• 根据外界传入的参量，工厂方法可以查询自己的登记聚集，如果具有这个状态的实例已经存在，就直接将这个实例提供给外界；反之，就首先创建一个新的满足要求的实例，将之登记到聚集中，然后再提供给客户端。

备忘录模式

• 单例和多例模式使用了一个属性或者聚集属性来登记所创建的产品对象， 以便可以通过查询这个属性或者聚集属性找到和共享已经创建了的产品对象。这就是备忘录模式的应用。

MVC模式

MVC

• 简单工厂模式所创建的对象往往属于一个产品等级结构，这个等级结构可以是MVC模式中的视图（View）；而工厂角色本身可以是控制器（Controller）。一个MVC 模式可以有一个控制器和多个视图，如上图所示。
• 上图中的Controller（控制器）也就是工厂角色，它负责创建产品View（视图）。
• 如果系统需要有多个控制器参与这个过程的话，简单工厂模式就不适用了，应当考虑使用工厂方法模式。

2.1.4 简单工厂模式的优点和缺点

简单工厂模式的优点

1. 工厂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，客户端可以免除直接创建产品对象的责任，而仅仅“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，它提供了专门的工厂类用于创建对象。
2. 客户端无需知道所创建的具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的参数即可，对于一些复杂的类名，通过简单工厂模式可以减少使用者的记忆量。
3. 通过引入配置文件，可以在不修改任何客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类，在一定程度上提高了系统的灵活性。

简单工厂模式的缺点

1. 由于工厂类集中了所有产品创建逻辑，一旦不能正常工作，整个系统都要受到影响。
2. 使用简单工厂模式将会增加系统中类的个数，在一定程序上增加了系统的复杂度和理解难度。
3. 系统扩展困难，一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑，在产品类型较多时，有可能造成工厂逻辑过于复杂，不利于系统的扩展和维护。
4. 简单工厂模式由于使用了静态工厂方法，造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。

简单工厂模式适用环境

1. 工厂类负责创建的对象比较少，由于创建的对象较少，不会造成工厂方法中的业务逻辑太过复杂。
2. 客户端只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象不关心；客户端既不需要关心创建细节，甚至连类名都不需要记住，只需要知道类型所对应的参数。