工廠方法和抽象工廠模式._ZenDei技術網路在線

一、概念工廠方法模式：用來封裝對象的創建。工廠方法模式（Factory Method Pattern）通過讓子類決定該創建的對象是什麼，來達到將對象創建的過程封裝的目的。這樣，關於超類的代碼和子類創建對象的代碼之間就解耦了。抽象工廠模式（Abstract Factory Pattern）：提 ...

一、概念

工廠方法模式：用來封裝對象的創建。工廠方法模式（Factory Method Pattern）通過讓子類決定該創建的對象是什麼，來達到將對象創建的過程封裝的目的。這樣，關於超類的代碼和子類創建對象的代碼之間就解耦了。
抽象工廠模式（Abstract Factory Pattern）：提供一個介面，用來創建相關或依賴對象的家族，而不需要明確指定具體類。這樣，產品創建的過程只會依賴於介面，而不關心具體的實現是什麼，從而達到解耦的目的。
角色 - 工廠方法模式：
1、抽象工廠（Creator）：定義了一個抽象的工廠方法，讓子類實現此方法製造產品。
2、具體工廠（ConcreteCreator）：實現抽象工廠方法，包含具體生產產品的實現代碼，返回一個產品的實例。
3、抽象產品（Product）：定義一個抽象的產品，為了工廠中創建產品類型的匹配。
4、具體產品（ConcreteProduct）：實現抽象產品，包含各自產品的特色代碼。
角色 - 抽象工廠模式：
1、抽象工廠（Creator）：一般是介面或抽象類，定義了一系列的產品家族。
2、具體工廠（ConcreteCreator）：實現抽象工廠方法，包含一系列產品家族的實現代碼。
3、抽象產品（Product）：定義一個抽象的產品，為了工廠中創建產品類型的匹配。
4、具體產品（ConcreteProduct）：實現抽象產品，包含各自產品的特色代碼。

二、Demo 實現 - 工廠方法模式

TOPIC：我們要定義一個披薩店，並允許個人或機構加盟，而且個人或機構可以根據當地不同的口味生產不同的披薩。

1、抽象工廠 - PizzaStore.java

public abstract class PizzaStore {

    public Pizza orderPizza(String type) {
        Pizza pizza = createPizza(type);
        System.out.println(pizza.name);
        pizza.bake();
        pizza.cut();
        pizza.box();
        return pizza;
    }
    
    protected abstract Pizza createPizza(String type);
}

這裡，我們定義了一個抽象工廠角色，並定義了一個抽象工廠方法。這樣產品（Pizza）的實例化過程會交由抽象工廠的子類 —— 具體工廠去創建。

2、抽象產品 - Pizza.java

public abstract class Pizza {
    /**
     * 披薩的名字
     */
    protected String name;

    protected void bake() {
        System.out.println("烘烤25分鐘...");
    }

    protected void cut() {
        System.out.println("把匹薩沿著對角線切開...");
    }

    protected void box() {
        System.out.println("包裝用官方標準的盒子...");
    }
}

這裡，我們定義了一個抽象產品角色，之所以把產品定義成抽象的，有兩個原因：一是為了在具體工廠中生產的產品可以用統一的抽象父類來接收；二是為了讓加盟商可以任意的擴展自己的產品。這種設計符合我們的設計原則 —— 面向介面（或抽象）編程，不面向實現編程。

3、具體產品

現在有加盟商要加盟我們的商店，他希望能夠按照他們的地方特色，自定義他們要出售的披薩...那麼，只要擴展 Pizza 類就可以了！

public class CheesePizza extends Pizza {
    public CheesePizza() {
        name = "這是一個乳酪披薩";
    }
    @Override
    protected void bake() {
        System.out.println("烘烤30分鐘...");
    }
    @Override
    protected void cut() {
        System.out.println("把匹薩按四等分切開...");
    }
    @Override
    protected void box() {
        System.out.println("包裝用乳酪披薩特製的盒子...");
    }
}

public class DurianPizza extends Pizza {
    public DurianPizza() {
        name = "這是一個榴蓮披薩";
    }
    @Override
    protected void bake() {
        System.out.println("烘烤45分鐘...");
    }
    @Override
    protected void cut() {
        System.out.println("把匹薩按三等分切開...");
    }
    @Override
    protected void box() {
        System.out.println("包裝用榴蓮披薩特製的盒子...");
    }
}

4、具體工廠 - PizzaFactory.java

public class PizzaFactory extends PizzaStore {
    
    @Override
    protected Pizza createPizza(String type) {
        switch (type) {
            case "cheese":
                return new CheesePizza();
            case "durian":
                return new DurianPizza();
            default:
                break;
        }
        return null;
    }
}

這裡，我們定義了一個具體工廠角色，繼承自抽象工廠，產品（Pizza）的具體實例化代碼在這裡實現。

5、測試

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        PizzaStore store = new PizzaFactory();
        store.orderPizza("cheese");
        store.orderPizza("durian");
    }
}

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三、使用抽象工廠模式重構代碼

1、抽象工廠 - AbstractFactory.java

public interface AbstractFactory {
    /**
     * @Description 乳酪披薩製造介面
     */
    Pizza createCheese();

    /**
     * @Description 榴蓮披薩製造介面
     */
    Pizza createDurian();
}

這裡，我們定義了一個抽象工廠角色，我們用介面定義了一系列的產品家族。

2、具體工廠

public class AFactory implements AbstractFactory {

    @Override
    public Pizza createCheese() {
        System.out.println("A工廠製造的乳酪披薩");
        return new CheesePizza();
    }

    @Override
    public Pizza createDurian() {
        System.out.println("A工廠製造的榴蓮披薩");
        return new DurianPizza();
    }
}

public class BFactory implements AbstractFactory {

    @Override
    public Pizza createCheese() {
        System.out.println("B工廠製造的乳酪披薩");
        return new CheesePizza();
    }

    @Override
    public Pizza createDurian() {
        System.out.println("B工廠製造的榴蓮披薩");
        return new DurianPizza();
    }
}

這是兩個具體的工廠類，實現了抽象工廠介面，包含了一系列產品家族的實現代碼。

3、抽象產品和具體產品

抽象產品和具體產品的代碼和工廠方法模式一致，這裡就不加贅述了，來看看抽象工廠的使用吧！

4、測試

public class PizzaStore {

    private AbstractFactory abstractFactory;

    public PizzaStore(AbstractFactory abstractFactory) {
        this.abstractFactory = abstractFactory;
    }

    public void prepare() {
        this.abstractFactory.createCheese();
        this.abstractFactory.createDurian();
    }
}

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        AbstractFactory abstractFactory = new AFactory();
        PizzaStore pizzaStore = new PizzaStore(abstractFactory);
        pizzaStore.prepare();
        AbstractFactory abstractFactory2 = new BFactory();
        PizzaStore pizzaStore2 = new PizzaStore(abstractFactory2);
        pizzaStore2.prepare();
    }
}

抽象工廠模式在使用時，利用對象組合和多態將不同的工廠實現類註入到代碼中。這樣，代碼只會依賴介面，根本不關心具體實現是什麼，以此達到解耦的目的。

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演示源代碼：https://github.com/JMCuixy/design-patterns/tree/master/src/main/java/com/example/factory

四、總結

依賴倒置原則：要依賴抽象，不要依賴具體類 —— 不能讓高層組件依賴底層組件，而且，不管是高層還是底層組件，都應該依賴於抽象。想要遵循依賴倒置原則，工廠模式並非是唯一的技巧，但卻是最有威力的技巧之一。
優點：
1、封裝變化。將創建對象的代碼集中在一個對象或方法中，可以避免代碼的重覆。
2、面向介面編程。在實例化對象時，向客戶隱藏了實例化的細節，用戶只需要關心所需產品對應的工廠，無需關心創建細節，甚至無須知道具體產品類的類名。
缺點：
1、系統中類的個數會增加，在一定程度上增加了系統的複雜度，會給系統帶來一些額外的開銷。
2、由於考慮到系統的可擴展性，需要引入抽象層，增加了系統的抽象性和理解難度。
工廠方法模式和抽象工廠模式的區別？
1、工廠方法和抽象工廠的任務都是負責實例化對象，但是工廠方法用的方式是繼承，而抽象工廠方式用的方法是對象組合。
2、工廠方法註重於：把對象實例化的代碼從具體類中解耦出來 —— 通過子類繼承實現，或者目前還不知道將來需要實例化哪些具體類時；抽象工廠註重於：當你需要創建產品家族和想讓製造的相關產品集中起來時。