简单工厂模式
简单工厂模式（ Simple Factory Pattern ）用来定义一个工厂类，它可以根据参数的不同返回不同类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。因为在简单工厂模式中用于创建实例的方法是静态（ static ）方法，因此简单工厂模式又被称为静态工厂方法（ Static Factory Method )模式，它属于类创建型模式。
简单工厂模式的要点在于，当你需要什么，只需要传入一个正确的参数，就可以获取你所需要的对象，而无须知道其创建细节。简单工厂模式结构比较简单，其核心是工厂类的设计。其结构图如下所示。
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在简单工厂模式结构图中包含如下几个角色。
- Factory（工厂角色）：工厂角色即工厂类，它是简单工厂模式的核心，负责实现创建所有产品实例的内部逻辑； 工厂类可以被外界直接调用， 创建所需的产品对象；在工厂类中提供了静态的工厂方法factoryMethod（），它的返回类型为抽象产品类型Product 。
- Product（抽象产品角色）：它是工厂类所创建的所有对象的父类，封装了各种产品对象的公有方法，它的引入将提高系统的灵活性，使得在工厂类中只需定义一个通用的工厂方法，因为所有创建的具体产品对象都是其子类对象。
- ConcreteProduct（具体产品角色）：它是简单工厂模式的创建目标，．所有被创建的对象都充当这个角色的某个具体类的实例。每一个具体产品角色都继承了抽象产品角色，需要实现在抽象产品中声明的抽象方法。
来看一个简单工厂模式的例子
public class SimpleFactoryPattern {
public static void main(String[] args) {
//根据需要传入相关的交通工具名称，获取交通工具实例
Vehicle vehicle = Factory.produce("car");
vehicle.run();
}
}
/**
* 工厂类
*/
class Factory{
//静态方法，生产交通工具
public static Vehicle produce(String type) {
Vehicle vehicle = null;
if(type.equals("car")){
vehicle = new _Car();
return vehicle;
}
if(type.equals("bus")){
vehicle = new _Bus();
return vehicle;
}
if(type.equals("bicycle")){
vehicle = new _Bicycle();
return vehicle;
}
return vehicle;
}
}
/**
* 交通工具(抽象类)
*/
interface Vehicle{
void run();
}
/**
* 汽车(具体类)
*/
class Car implements Vehicle{
@Override
public void run() {
System.out.println("car is running...");
}
}
/**
* 公交车(具体类)
*/
class Bus implements Vehicle{
@Override
public void run() {
System.out.println("bus is running...");
}
}
/**
* 自行车(具体类)
*/
class Bicycle implements Vehicle{
@Override
public void run() {
System.out.println("bicycle is running...");
}
}
上述代码中，交通工具都被抽象为Vehicle 类， 而Car、Bus 、Bicycle 类是Vehicle 类的实现类， 并实现Vehicle 的run方法，打印相关的信息。Factory 是工厂类，类中的静态方法produce 根据传入的不同的交通工具的类型，生产相关的交通工具，返回抽象产品类Vehicle 。上述代码的类结构如下所示。
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简单工厂模式的主要优点如下：
- 工厂类包含必要的判断逻辑，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职责，而仅仅“消费”产品，简单工厂模式实现了对象创建和使用的分离。
- 客户端无须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在一定程度减少使用者的记忆量。
简单工厂模式的主要缺点如下：
- 由于工厂类集中了所有产品的创建逻辑，职责过重， 一旦不能正常工作，整个系统都会受到影响。
- 使用简单工广模式势必会增加系统中类的个数（引入了新的工厂类），增加了系统的复杂度和理解难度。
- 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。
- 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。
工厂方法模式
在简单工厂模式中只提供一个工厂类，它需要知道每一个产品对象的创建细节，并决定何时实例化哪一个产品类。简单工厂模式最大的缺点是当有新产品要加入到系统中时，必须修改工厂类，需要在其中加入必要的业务逻辑，这违背了“开闭原则” 。此外，在简单工厂模式中，所有的产品都由同一个工厂创建，工厂类职责较重，业务逻辑较为复杂，具体产品与工厂类之间的耦合度高，严重影响了系统的灵活性和扩展性，而工厂方法模式则可以很好地解决这一问题。
在工厂方法模式中，不再提供一个统一的工厂类来创建所有的产品对象，而是针对不同的产品提供不同的工厂，系统提供一个与产品等级结构对应的工厂等级结构。
工厂方法模式的定义：工厂方法模式（Factory Method Pattern）用来定义一个用于创建对象的接口，让子类决定将哪一个类实例化。工厂方法模式让一个类的实例化延迟到其子类。工厂方法模式又简称为工厂模式（ Factory Pattern ），还可称作虚拟构造器模式（ Virtual Constructor Pattern ）或多态工厂模式（ Polymorphic Factory Pattern ）。工厂方法模式是一种类创建型模式。
工厂方法模式提供一个抽象工厂接口来声明抽象工厂方法，而由其子类来具体实现工厂方法，创建具体的产品对象。工厂方法模式结构如下所示。
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在工厂方法模式结构图中包含如下几个角色。
- Product（抽象产品类）：它是定义产品的接口，是工厂方法模式所创建对象的超类型，也就是产品对象的公共父类。
- ConcreteProduct（具体产品类） ： 它实现了抽象产品接口，某种类型的具体产品由专门的具体工厂创建，具体工厂和具体产品之间一一对应。
- Factory（抽象工厂类）：在抽象工厂类中，声明了工厂方法（ Factory Method ），用于返回一个产品。抽象工厂是工厂方法模式的核心，所有创建对象的工厂类都必须实现该接口。
- ConcreteFactory (具体工厂类） ： 它是抽象工厂类的子类，实现了抽象工厂中定义的工厂方法，并可由客户端调用，返回一个具体产品类的实例。
下面来看一个汽车与工厂实例。
public class FactoryMethodPattern {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//生产汽车
Factory carFactory = new CarFactory();
Vehicle car= carFactory.produce();
car.run();
//生产公交车
Factory busFactory = new BusFactory();
Vehicle bus= busFactory.produce();
bus.run();
//生产自行车
BicycleFactory bicycleFactory = new BicycleFactory();
Vehicle bicycle= bicycleFactory.produce() ;
bicycle.run();
}
}
/**
*抽象工厂类
*/
interface Factory {
//生产
Vehicle produce();
}
/**
*汽车工厂
*/
class CarFactory implements Factory {
@Override
public Vehicle produce() {
return new Car();
}
}
/**
*公交车工厂
*/
class BusFactory implements Factory {
@Override
public Vehicle produce() {
return new Bus();
}
}
/**
*自行车工厂
*/
class BicycleFactory implements Factory {
@Override
public Vehicle produce() {
return new Bicycle();
}
}
/**
*交通工具
*/
interface Vehicle {
void run();
}
/**
*汽车
*/
class Car implements Vehicle {
@Override
public void run () {
System.out.println (”car is running . . . ”);
}
}
/**
*公交车
*/
class Bus implements Vehicle {
@Override
public void run () {
System.out.println (”bus is running . . . ”);
}
}
/**
*自行车
*/
class Bicycle implements Vehicle {
@Override
public void run () {
System.out.println (”bicycle is running . . . ”);
}
}
上述代码中，Vehicle 类是抽象产品类，而Car 、Bus 、Bicycle类是具体产品类，并且实现Vehicle 类的run 方法。每一种具体产品类都有一一对应的工厂类CarFactory 、BusFactory 、BicycleFactory 等，所有的工厂都有共同的抽象父类Factory。汽车与工厂具体的类结构如下图所示。
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与简单工厂模式相比， 工厂方法模式最重要的区别是引入了抽象工厂角色，抽象工厂可以是接口，也可以是抽象类或者具体类。在抽象工厂中声明了工厂方法但并未实现工厂方法， 具体产品对象的创建由其子类负责， 客户端针对抽象工厂编程，可在运行时再指定具体工厂类，具体工厂类实现了工厂方法， 不同的具体工厂可以创建不同的具体产品。
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