「简单工厂模式」简单工厂模式

简单工厂模式

一，定义：

工厂模式是 java 中最常用的设计模式之一。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。
工厂模式主要是为创建对象提供过渡接口，以便将创建对象的具体过程屏蔽隔离起来，达到提高灵活性的目的。

工厂模式根据抽象程度的不同分为三种：

简单工厂模式（也叫静态工厂模式）
工厂方法模式（也叫多形性工厂）
抽象工厂模式（也叫工具箱）

简单工厂模式

实质是由一个工厂类根据传入的参数，动态决定应该创建哪一个产品类（这些产品类继承自一个父类或接口）的实例。简单工厂模式的创建目标，所有创建的对象都是充当这个角色的某个具体类的实例。

工厂方法模式

工厂方法是粒度很小的设计模式，因为模式的表现只是一个抽象的方法。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。

抽象工厂模式

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，创建多个产品对象。它有多个抽象产品类，每个抽象产品类可以派生出多个具体产品类，一个抽象工厂类，可以派生出多个具体工厂类，每个具体工厂类可以创建多个具体产品类的实例。

二，模式定义

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（同属于创建型模式的还有工厂方法模式，抽象工厂模式，单例模式，建造者模式）。在简单工厂模式中，可以根据参数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。

三，模式结构

这里写图片描述

从上图可以看出，简单工厂模式由三部分组成：具体工厂、具体产品和抽象产品。

工厂类（Creator）角色：担任这个角色的是简单工厂模式的核心，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。
抽象产品（AbstractProduct）角色：担任这个角色的类是由简单工厂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。
具体产品（ConcreteProduct）角色：简单工厂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。

四，具体实例

我们要实现两个数字的加减乘除运算，实现起来很简单，当考虑到扩展运算，比如增加一个求根的运算，和复用的时候，我们发现简单工厂是一个很好的解决方案，我们不需要知道创建那个具体运算对象，我们只需要传入我们需要的运算符即可。代码如下：

创建一个父类，当然getResult这个方法也可以是抽象的，或者子类直接复写即可。

public class Operation {
    private double numA;
    private double numB;

    public double getNumA() {
        return numA;
    }

    public void setNumA(double numA) {
        this.numA = numA;
    }

    public double getNumB() {
        return numB;
    }

    public void setNumB(double numB) {
        this.numB = numB;
    }

    public double getResult() {
        double result = 0;
        return result;
    }
}

创建一个加法运算类

public class OperationAdd extends Operation {
    @Override
    public double getResult() {
        return getNumA() + getNumB();
    }
}

创建一个简单工厂类

public class OperationFactory {
    public static Operation creatOperation(String operation) {
        Operation oper = null;
        switch (operation) {
            case "+":
                oper = new OperationAdd();
                break;
            case "-":
                oper = new OperationSub();
                break;
            case "*":
                oper = new OperationMul();
                break;
            case "/":
                oper = new OperationDiv();
                break;
        }
        return oper;
    }
}

从上我们可以看到，只需要输入运算符就可以获取到相应的运算实现对象。扩展的时候只需要继承父类即可。其他的地方不受影响。

测试main函数

    public static void main(String[] args) {
        //简单工厂模式
        Operation operation = OperationFactory.creatOperation("/");
        operation.setNumA(1);
        operation.setNumB(2);
        System.out.println("getResult = " + operation.getResult());
    }

五，工厂模式的优点：

1、一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了，降低了耦合度。

2、扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。使得代码结构更加清晰。

3、屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。

六，工厂模式的缺点：

每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂（这里可以使用反射机制来避免），使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。所以对于简单对象来说，使用工厂模式反而增加了复杂度。

七，工厂模式的适用场景：

1，一个对象拥有很多子类。

2，创建某个对象时需要进行许多额外的操作。

3，系统后期需要经常扩展，它把对象实例化的任务交由实现类完成，扩展性好。

八，总结：

无论是简单工厂模式、工厂模式还是抽象工厂模式，它们本质上都是将不变的部分提取出来，将可变的部分留作接口，以达到最大程度上的复用。究竟用哪种设计模式更适合，这要根据具体的业务需求来决定。

工厂模式根据抽象程度的不同分为三种：
- 简单工厂模式（也叫静态工厂模式）
- 工厂方法模式（也叫多形性工厂）
- 抽象工厂模式（也叫工具箱）

参考：《大话设计模式》 https://blog.csdn.net/xingjiarong/article/details/49999121

实现源码：https://github.com/wangxp423/ExerciseDesignmodel

简单工厂模式