設計模式——工廠模式

来源:http://www.cnblogs.com/andyong/archive/2016/03/20/5298983.html
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常說的工廠模式一般認為有三種：簡單工廠、工廠方法模式、抽象工廠模式。其中簡單工廠嚴格上來說不是一種設計模式，而被認為是一種好的編碼習慣/風格。 簡單工廠 簡單工廠的本質就是封裝變化的代碼，使客戶代碼將要面臨的改變變少。而且被封裝的代碼也有了更好的復用性，比如服務多個客戶端或者被繼承/包裝等工具來擴展


常說的工廠模式一般認為有三種：簡單工廠、工廠方法模式、抽象工廠模式。其中簡單工廠嚴格上來說不是一種設計模式，而被認為是一種好的編碼習慣/風格。

 

簡單工廠

簡單工廠的本質就是封裝變化的代碼，使客戶代碼將要面臨的改變變少。而且被封裝的代碼也有了更好的復用性，比如服務多個客戶端或者被繼承/包裝等工具來擴展。

下麵以腎5和腎6為對象來說明

//define product(iphone) interface
public interface IPhone{
    public void model();    
}

//iphone5
public class Phone5 implements IPhone{
    public void model(){
        System.out.printf("it is ipone5");
    }
}

//iphone6
public class Phone6 implements IPhone{
    public void model(){
        System.out.printf("it is ipone6");
    }
}


//Client: An apple store
public class AppleStore{
    public IPhone sellPhone(String model){
        if(model.equals("5")){
            return new Phone5();
        } else if(model.equals("6")){
            return new Phone6();
        } 
    }
}

//change it with SimpleFactory
//Client: An apple store
public class AppleStore{
    private PhoneFactory factory;
    public IPhone sellPhone(String model){
        return factory.createPhone(model);
    }
}

public class PhoneFactory{
    public IPhone createPhone(String model){
        if(model.equals("5")){
            return new Phone5();
        } else if(model.equals("6")){
            return new Phone6();
        } 
    }
}

      從上面使用簡單工廠的前後我們可以看出，簡單工廠僅僅就是把if else那部分易變的代碼，因為會不斷的有新產品退出或者有舊的產品不再出售，進行了封裝。但是這樣的改變帶來的優點也是很明顯的。比如前面提到的服務多個客戶端，假如還有一個倉庫管理系統也可以利用這個PhoneFactory來創建iphone，而不用重新寫一份if else的代碼；再比如，假設在美國賣的是64GB版本，在中國賣的都是128GB版本，那麼可以保持客戶端的代碼不變，只要修改一下我們提供的介面類PhoneFactory即可達到相同信號但是不同產品的目的。也可以給AppleStore添加setFactory方法來設置不同版本的Factory以達到動態設定的效果。

      從"對修改關閉"的原則上來看，簡單工廠也能使代碼更貼近這種原則。採用簡單工廠之後，需要修改的只是自己控制的工廠代碼，而對於客戶代碼則不需要修改，遵循了“對修改關閉”原則。

      也有把createPhone寫成靜態方法的，這樣的做法就可以不用創建工廠實例，但缺點就是不能通過繼承來改變工廠。

工廠模式

      工廠方法模式：定義一個創建對象的介面，但由子類決定要實例化的類是哪一個，把類的實例化推遲到工廠子類中。

      下麵我們看一個具體的實例，使用工廠方法模式來重寫上面的賣手機模型。

 1 //change it with FactoryMode
 2 //Client: An apple store
 3 public class AppleStore{
 4     private PhoneFactory factory;
 5 
 6     public AppleStore(PhoneFactory factoy){
 7         this.factory = factory;
 8     }
 9 
10     public IPhone sellPhone(String model){
11         return factory.createPhone(model);
12     }
13 }
14 
15 //factory interface
16 public abstract class PhoneFactory{
17     public final IPhone createPhone(String model){
18         return wrap(assemble(model));
19     }
20 
21     public final void wrap(IPhone phone){
22         System.out.printf("wrap this phone");
23         return phone;
24     }
25 
26     abstract IPhone assemble(String model);
27 }
28     
29 // fatory of USA
30 public class PhoneFactoryA extends PhoneFactory{
31     public IPhone assemble(String model){
32         if(model.equals("5")){
33             return new Phone5ForA();
34         } else if(model.equals("6")){
35             return new Phone6ForA();
36         } 
37     }
38 }
39 
40 //factory of CHN
41 public class PhoneFactoryC extends PhoneFactory{
42     public IPhone assemble(String model){
43         if(model.equals("5")){
44             return new Phone5ForC();
45         } else if(model.equals("6")){
46             return new Phone6ForC();
47         } 
48     }
49 }
50 
51 
52 //applestore in usa
53 AppleStore usaStore = new AppleStore(new PhoneFactoryA());
54 //applestore in CHN
55 AppleStore chnStore = new AppleStore(new PhoneFactoryC());

      上面的工廠方法模型中，我們首先創建了一個工廠介面，然後分別實現了其子類USA工廠和CHN工廠，以分別製造適應不同國家的版本。Phone5ForA等對應的是不同國家的不同版本的類，代碼中沒有寫出來。如果又要開一個HK店，那麼只要實現一個HKPhoneFactoy子類即可。

      上面比較重要的一點是：寫了兩個final方法：創建手機和包裝手機，然後從代碼可以看出來，手機組裝好後，必須經過wrap(包裝)才可以從store中售出。我們知道final方法不可以被重寫，也就是說，上面的流程：“組裝-包裝-出售”是不可以在子類中被更改的，這樣的話，就可以防止不良工廠賣出沒有包裝盒的手機，即就對子類的一些行為進行了控制，這也是工廠方法模式中很重要的一點。

      工廠方法最重要的特點的就是創建工廠介面，使得能夠針對介面編程，而不是針對實現編程，簡單工廠就是針對實現編程。使用針對介面編程可以帶來更大的彈性。工廠方法介面的子類與簡單工廠中的工廠十分相似，從功能上看也是一致的，都實現了封裝變化部分的效果。但是從大局上看，簡單工廠僅僅就是實現封裝變化部分的效果，而工廠方法模式則是搭建了一個很有彈性的框架。

 

抽象工廠模式

抽象工廠定義：提供一個介面，用於創建相關或依賴對象的家族，而不需要明確指定具體類。

繼續上面的例子。我們知道手機是由多個零件組裝起來的，比如CPU，屏幕等，對於上面的Phone5和Phone6，組裝他們的時候都需要CPU和屏幕，但是各自的具體零件型號又不相同，這時，就該我們的抽象工廠方法上場了。

//define product(iphone) interface
public interface IPhone{
    protected IComponentFactory componentFactory;
    public void model();    
}

//iphone5
public class Phone5 implements IPhone{

    public Phone5(){
        componentFactory = new ComponentFactory5();
    }

    public void model(){
        System.out.printf("it is ipone5");
    }
}

//iphone6
public class Phone6 implements IPhone{

    public Phone6(){
        componentFactory = new ComponentFactory6();
    }

    public void model(){
        System.out.printf("it is ipone6");
    }
}

//ComponentFactory interface
public interface IComponentFactory{
    protected CPU cpu;
    protected Screen screen;
}

//ComponentFactory5
public class ComponentFactory5 implements IComponentFactory{
    public ComponentFactory5(){
        cpu = CPUFactory.createCPU(5);
        screen = ScreenFactory.createScreen(5);
}

//ComponentFactory6
public class ComponentFactory6 implements IComponentFactory{
    public ComponentFactory6(){
        cpu = CPUFactory.createCPU(6);
        screen = ScreenFactory.createScreen(6);
}

//cpu
public interface CPU{
}

public class CPU5 implements CPU{
}

public class CPU6 implements CPU{
}

public class CPUFactory{
    public static CPU createCPU(int model){
        if(model == 5){
              return new CPU5();
        } else if (model == 6){
              return new CPU6();
        }
}

//screen
public interface Screen{
}

public class Screen5 implements Screen{
}

public class Screen6 implements Screen{
}

public class ScreenFactory{
    public static Screen createScreen(int model){
        if(model == 5){
              return new Screen5();
        } else if (model == 6){
              return new Screen6();
        }
}

      在上面的代碼中，組裝Phone5和Phone6都需要CPU和Screen零件，於是他們都有一個零件工廠IComponentFactory（抽象工廠介面），各自的零件工廠都指定了自己需要什麼樣子的零件。而零件工廠創建零件的時候，則都是分別調用的具體零件工廠CPUFactory和ScreenFactory來創建具體的零件，也即本抽象工廠的實現中也應用到了前面提到的工廠方法模型。從這裡也可以發現：抽象工廠他們不真正的製造具體的對象，他們僅僅指定我們需要什麼要的對象，就好比抽象工廠方法就是一張裝配清單（比如大部分手機廠乾的就是這個活），而工廠方法則是負責製造這個裝配清單上的具體零件（比如高通、聯發科等就是乾的製造CPU的活），這也許是抽象工廠之所以被叫做抽象的原因。更進一步的我們可以發現，抽象工廠其實可以理解為組裝工廠，它的模型就是通過組合不同的Component來實現的；而工廠方法模式則是通過繼承，把具體實現交給子類來實現的。

      在上面的抽象工廠代碼中，Phone類不需要關心CPU和Screen具體是怎麼創建的（這些具體的創建都是CPUFactory和ScreenFactory），而只知道我需要哪種CPU和Screen，這樣就把Phone從具體的CPU和Screen類解耦了。

 


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