解决简单工厂问题：设计模式之工厂方法模式

原创

程序视点

发布于 2023-05-24 23:41:03

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发布于 2023-05-24 23:41:03

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前言

在上一节的简单工厂模式中，我们知道简单工厂所能创建的类只能是事先考虑到的，如果需要添加新的类，则就需要改变工厂类了。

也就是说，类的创建依赖工厂类，如果想要拓展程序（添加新的类），必须对工厂类进行修改。这违背了开闭原则。

从设计角度考虑，有一定的问题，如何解决？

既然要遵循【开闭原则】，工厂类肯定是不能修改了。那就只能用新的工厂来创建新的类--具体的类由具体的工厂来创建.

新添加的“具体的类”可能是不确定的，可能是“XiaomiPhone”，也有可能是“OppoPhone”,还可能是未来会出现的“XXXPhone”...那它们对应的工厂类就应该有“XiaomiPhoneFactory”，“OppoPhoneFactory”,“XXXPhoneFactory”...

我们把这些工厂类进一步抽象，就形成了我们接下来要讲的工厂方法模式

工厂方法模式简介

定义一个创建对象的抽象方法，且可以创建多个不同的工厂类实现该抽象方法。要创建某个具体的类，就新增一个具体的工厂类；这个工厂类通过实现抽象方法来创建类。这就是我们说的工厂方法模式。

这样的好处就是：想要新创建一个类，不用修改原来的类，而是自己新建一个属于自己的工厂类。

从上面的描述中，我们可以抽象出这么几个角色：

抽象工厂：用来声明抽象方法的。返回值就是产品抽象类。
产品类工厂：专门生产某个具体产品的工厂类。
产品抽象类：工厂类能创建出来的所有产品类的抽象。它负责描述所有实例所共有的公共接口。（这里必须要一个抽象类，不然不能保证返回的不同的产品类属于同一个类型）
产品类：工厂类创建出来的目标。它（们）是产品抽象类的具体实现。

示例

抽象工厂：

public interface PhoneFactory {
  public Phone createPhone();
}

怎么是个接口呢？只有抽象方法的类，当然可以声明为接口呀！

产品类工厂：“HuaweiPhoneFactory”和“ApplePhoneFactory”

public class HuaweiPhoneFactory 
              implements PhoneFactory {
  public Phone createPhone() {
    return new HuaweiPhone();
  }
}

public class ApplePhoneFactory 
              implements PhoneFactory {
  public Phone createPhone() {
    return new ApplePhone();
  }
}

让我们来测试下：

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    PhoneFactory huaweiPhoneFactory = new HuaweiPhoneFactory();
 
    Phone phone1 = huaweiPhoneFactory.createPhone();
    System.out.println(phone1.info());
    
    PhoneFactory applePhoneFactory = new ApplePhoneFactory();
    Phone phone2 = applePhoneFactory.createPhone();
    System.out.println(phone2.info());
  }
}

输出：

我是华为手机

我是苹果手机

咿呀！和简单工厂模式一样的呐！

现在我们要创建“小米手机”啦

新增一个 XiaomiPhone 的实体类：

public class XiaomiPhone implements Phone{
  @Override
  public String info() {
    return "我是小米手机";
  }
}

新增一个创建 XiaomiPhone 对象的工厂类：

public class XiaomiPhoneFactory 
              implements PhoneFactory {
  public Phone createPhone() {
    return new XiaomiPhone();
  }
}

测试一下：

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    PhoneFactory xiaomiPhoneFactory = new XiaomiPhoneFactory();
 
    Phone phone3 = xiaomiPhoneFactory.createPhone();
    System.out.println(phone3.info());
  }
}

输出：

我是小米手机

哈哈！我们没有修改之前的HuaweiPhoneFactory或ApplePhoneFactory两个工厂类，通过新增XiaomiPhoneFactory工厂类的方式来生产新的XiaomiPhone

🆗，这样我们就完成了工厂方法模式创建和使用。

工厂方法模式的问题

工厂方法模式有什么问题呢？我们先来看一个场景：

现在“华为”和“苹果”都要开始生产电脑了。“华为”只能生产“华为电脑”，“苹果”只能生产“苹果电脑”。

按照上述的工厂方法模式，那就必然对应的抽象类、实体抽象类、实体类和实体工厂类。

抽象工厂：

public interface ComputerFactory {
  public Computer createComputer();
}

public abstract class Computer {
  public abstract String getName();
}

public class HuaweiComputer extends Computer{
  @Override
  public String getName() {
    return "我是华为电脑";
  }
}

public class AppleComputer extends Computer{
  @Override
  public String getName() {
    return "我是苹果电脑";
  }
}

产品类工厂：“HuaweiComputerFactory”和“AppleComputerFactory”

public class HuaweiComputerFactory
              implements ComputerFactory {
  public Computer createComputer() {
    return new HuaweiComputer();
  }
}

public class AppleComputerFactory 
              implements ComputerFactory {
  public Computer createComputer() {
    return new AppleComputer();
  }
}

🆗，Cool!我们一下就搞定了！

接着，“华为”和“苹果”都要开始生产智能手表了。“华为”只能生产“华为手表”，“苹果”只能生产“苹果手表”。
再接着，“华为”和“苹果”都要开始生产音响了。“华为”只能生产“华为音响”，“苹果”只能生产“苹果音响”。

...耳机，服务器，汽车等等

哇！随着产品类的增多，我们的工厂类似乎也增加了。这还不重要的，问题出在下面：

突然，我们要进行手机和电脑配对链接了！

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    PhoneFactory huaweiPhoneFactory = new HuaweiPhoneFactory();
    Phone phone1 = huaweiPhoneFactory.createPhone();
    
    PhoneFactory applePhoneFactory = new ApplePhoneFactory();
    Phone phone2 = applePhoneFactory.createPhone();
    
    ComputerFactory huaweiComputerFactory = new HuaweiComputerFactory();
    Computer computer1 = huaweiComputerFactory.createComputer();
    
    ComputerFactory appleComputerFactory = new AppleComputerFactory();
    Computer computer2 = appleComputerFactory.createComputer();
    
    // 匹配
    match(phone1, computer2);
  }
  
  public static void match(Phone p, Computer c) {
   System.out.println(p.info() + "===" + c.getName()) 
  }
}

输出：

我是华为手机===我是苹果电脑

看到了？华为手机匹配连接到苹果电脑上了！

大家知道问题了吗？怎么解决这个问题呢？我们下期见！

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