彻底理解工厂设计模式

在java中，万物皆对象，这些对象都需要创建，如果创建的时候直接new该对象，就会对该对象耦合严重，假如我们要更换对象，所有new对象的地方都需要修改一遍，这显然违背了软件设计的开闭原则。如果我们使用工厂来生产对象，我们就只和工厂打交道就可以了，彻底和对象解耦，如果要更换对象，直接在工厂里更换该对象即可，达到了与对象解耦的目的；所以说，工厂模式最大的优点就是：解耦。

常用的三种工厂模式：

• 简单工厂模式 ：用来生产同一等级结构中的任意产品。（不支持拓展增加产品）
• 工厂方法模式：用来生产同一等级结构中的固定产品。（支持拓展增加产品）
• 抽象工厂模式 ：用来生产不同产品族的全部产品。（不支持拓展增加产品；支持增加产品族）

• 抽象产品 ：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能。
• 具体产品 ：实现或者继承抽象产品的子类
• 具体工厂 ：提供了创建产品的方法，调用者通过该方法来获取产品。

• 封装了创建对象的过程，可以通过参数直接获取对象。把对象的创建和业务逻辑层分开，这样以后就避免了修改客户代码，如果要实现新产品直接修改工厂类，而不需要在原代码中修改，这样就降低了客户代码修改的可能性，更加容易扩展。

• 增加新产品时还是需要修改工厂类的代码，违背了"开闭原则"。

• 抽象工厂（Abstract Factory）：提供了创建产品的接口，调用者通过它访问具体工厂的工厂方法来创建产品。
• 具体工厂（ConcreteFactory）：主要是实现抽象工厂中的抽象方法，完成具体产品的创建。
• 抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能。
• 具体产品（ConcreteProduct）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它同具体工厂之间一一对应。

抽象产品（接口）

public interface Car {
    void makeCar();
}

具体产品（实现类）

public class AodiCar implements Car{
    @Override
    public void makeCar() {
        System.out.println("生产了奥迪车");
    }
}

public class BaomaCar implements Car{
    @Override
    public void makeCar() {
        System.out.println("生产了宝马车");
    }
}

抽象工厂（接口）

public interface CarFactory {
    Car makeCars(String type);
}

具体工厂（实现类）

public class CarFactoryImpl implements CarFactory{
    @Override
    public Car makeCars(String type) {
        Car car = null;
        if (type.equals("Aodi")){
            car = new AodiCar();
        }else if (type.equals("Baoma")){
            car = new BaomaCar();
        }else {
            new RuntimeException("没有该类车！");
        }
        return car;
    }
}

主程序（消费者）

public class Customer {
    public static void main(String[] args) {
        //消费者通过汽车工厂买车
        CarFactory factory = new CarFactoryImpl();
        //消费者只提出买车的需求，不需要知道车如何生产，实现解耦合
        Car car = factory.makeCars("Aodi");
        car.makeCar();//生产了奥迪车
    }
}

优点：

• 用户只需要知道具体工厂的名称就可得到所要的产品，无须知道产品的具体创建过程；
• 在系统增加新的产品时只需要添加具体产品类和对应的具体工厂类，无须对原工厂进行任何修改，满足开闭原则；

缺点：

• 每增加一个产品就要增加一个具体产品类和一个对应的具体工厂类，这增加了系统的复杂度。

抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是围绕一个超级工厂创建其他工厂。该超级工厂又称为其他工厂的工厂。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。在抽象工厂模式中，接口是负责创建一个相关对象的工厂，不需要显式指定它们的类。每个生成的工厂都能按照工厂模式提供对象。

抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，工厂方法模式只生产一个等级的产品，而抽象工厂模式可生产多个等级的产品

• 抽象工厂（Abstract Factory）：提供了创建产品的接口，它包含多个创建产品的方法，可以创建多个不同等级的产品。
• 具体工厂（Concrete Factory）：主要是实现抽象工厂中的多个抽象方法，完成具体产品的创建。
• 抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能，抽象工厂模式有多个抽象产品。
• 具体产品（Concrete Product）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它 同具体工厂之间是多对一的关系。

产品

• 汽车接口（抽象）

  public interface Car {
      void makeCar();
  }
  

• 宝马汽车（具体）

  public class BaomaCar implements Car {
      @Override
      public void makeCar() {
          System.out.println("这是宝马牌的汽车");
      }
  }
  

• 奥迪汽车（具体）

  public class AodiCar implements Car {
      @Override
      public void makeCar() {
          System.out.println("这是奥迪牌的汽车");
      }
  }
  

• 摩托接口（抽象）

  public interface Motor {
      void makeMotor();
  }
  

• 宝马摩托（具体）

  public class BaomaMotor implements Motor {
      @Override
      public void makeMotor() {
          System.out.println("这个宝马牌的摩托");
      }
  }
  

• 奥迪摩托（具体）

  public class AodiMotor implements Motor {
      @Override
      public void makeMotor() {
          System.out.println("生产了奥迪摩托车");
      }
  }
  

工厂

• 超级工厂（抽象）

  public interface Factory {
      Car makeCars();
  
      Motor makeMotors();
  
  }
  

• 宝马工厂（具体）

  public class BaomaFactory implements Factory {
  
      @Override
      public Car makeCars() {
          return new BaomaCar();
      }
  
      @Override
      public Motor makeMotors() {
          return new BaomaMotor();
      }
  }
  

• 奥迪工厂（具体）

  public class AodiFactory implements Factory{
  
      @Override
      public Car makeCars() {
          return new AodiCar();
      }
  
      @Override
      public Motor makeMotors() {
          return new AodiMotor();
      }
  }
  

消费者

• 顾客

  public class Customer {
      public static void main(String[] args) {
          //创建宝马工厂
          Factory baomaFactory = new BaomaFactory();
          baomaFactory.makeCars().makeCar();
          baomaFactory.makeMotors().makeMotor();
  
          //创建奥迪工厂
          Factory aodiFactory = new AodiFactory();
          aodiFactory.makeCars().makeCar();
          aodiFactory.makeMotors().makeMotor();
      }
  }
  

如果还需要添加产品族的话，只需要添加对应的产品类和工厂即可，如奔驰工厂和奔驰牌汽车、奔驰牌摩托，不需要修改其他类。

优点：

• 抽象工厂模式隔离了具体类的生产，使得客户并不需要知道什么被创建。
• 当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。
• 增加新的具体工厂和产品族很方便，无须修改已有系统，符合"开闭原则"。

缺点：

• 如果新增加的产品等级结构很复杂，需要修改抽象工厂和所有的具体工厂类，对"开闭原则"的支持呈现倾斜性。