设计模式-工厂模式

工厂模式是用来封装对象的创建。工厂模式有三种，它们分别是简单工厂模式，工厂方法模式以及抽象工厂模式，通常我们所说的工厂模式指的是工厂方法模式。

下面分别介绍下这三种工厂模式。

简单工厂模式

简单工厂模式的定义：定义一个工厂类，根据传入的参数不同返回不同的实例，被创建的实例具有共同的父类或接口。

由于只有一个工厂类，所以工厂类中创建的对象不能太多，否则工厂类的业务逻辑就太复杂了，其次由于工厂类封装了对象的创建过程，所以客户端应该不关心对象的创建。

适用场景：

（1）需要创建的对象较少。

（2）客户端不关心对象的创建过程。

下面看一个具体的实例。

创建一个可以绘制不同形状的绘图工具，可以绘制圆形，正方形，三角形，每个图形都会有一个draw()方法用于绘图。

public interface Shape {

void draw();

}

编写具体的图形，每种图形都实现Shape 接口。

public class CircleShape implements Shape {

public CircleShape() {

System.out.println(  "CircleShape: created");

}

@Override

public void draw() {

System.out.println(  "draw: CircleShape");

}

}

public class RectShape implements Shape {

public RectShape() {

System.out.println(  "RectShape: created");

}

@Override

public void draw() {

System.out.println(  "draw: RectShape");

}

}

...

工厂类的具体实现：

public class ShapeFactory {

public static final String TAG = "ShapeFactory";

public static Shape getShape(String type) {

Shape shape = null;

if (type.equalsIgnoreCase("circle")) {

shape = new CircleShape();

} else if (type.equalsIgnoreCase("rect")) {

shape = new RectShape();

} else if (type.equalsIgnoreCase("triangle")) {

shape = new TriangleShape();

}

return shape;

}

}

在这个工厂类中通过传入不同的type可以new不同的形状，返回结果为Shape 类型，这个就是简单工厂核心的地方了。

客户端使用：

Shape shape= ShapeFactory.getShape("circle");

shape.draw();

通过给ShapeFactory传入不同的参数就实现了各种形状的绘制。

简单工厂模式的优点：只需要一个工厂创建对象，代码量少。

简单工厂模式的缺点：系统扩展困难，新增产品需要修改工厂逻辑，当产品较多时，会造成工厂逻辑过于复杂，不利于系统扩展和维护。

工厂方法模式

工厂方法模式是简单工厂的仅一步深化， 在工厂方法模式中，我们不再提供一个统一的工厂类来创建所有的对象，而是针对不同的对象提供不同的工厂。每个对象都有一个与之对应的工厂。

下面看一个具体的实例。

设计一个这样的图片加载类，它具有多个图片加载器，用来加载jpg，png，gif格式的图片，每个加载器都有一个read方法，用于读取图片。

首先完成图片加载器的设计，编写一个加载器的公共接口。

public interface Reader {

void read();

}

各个图片加载器的实现如下：

public class JpgReader implements Reader {

@Override

public void read() {

System.out.print("read jpg");

}

}

public class PngReader implements Reader {

@Override

public void read() {

System.out.print("read png");

}

}

定义一个抽象的工厂接口ReaderFactory，通过getReader()方法返回我们的Reader 类。

public interface ReaderFactory {

Reader getReader();

}

为每个图片加载器都提供一个工厂类，这些工厂类实现了ReaderFactory 。

public class JpgReaderFactory implements ReaderFactory {

@Override

public Reader getReader() {

return new JpgReader();

}

}

public class PngReaderFactory implements ReaderFactory {

@Override

public Reader getReader() {

return new PngReader();

}

}

public class GifReaderFactory implements ReaderFactory {

@Override

public Reader getReader() {

return new GifReader();

}

}

客户端通过子类来指定创建对应的对象。

ReaderFactory factory=new JpgReaderFactory();

Reader  reader=factory.getReader();

reader.read();

和简单工厂对比一下，最根本的区别在于，简单工厂只有一个统一的工厂类，而工厂方法是针对每个要创建的对象都会提供一个工厂类，这些工厂类都实现了一个工厂基类（本例中的ReaderFactory ）。

优点：增加新的产品类时无须修改现有系统，只需增加新产品和对应的工厂类即可。

抽象工厂模式

抽象工厂模式创建的是对象家族，也就是很多对象而不是一个对象，并且这些对象是相关的，也就是说必须一起创建出来。而工厂方法模式只是用于创建一个对象，这和抽象工厂模式有很大不同。

下面举一个实例帮助大家理解。

现在需要做一款跨平台的游戏，需要兼容Android，IOS两个移动操作系统，该游戏针对每个系统都设计了一套操作控制器（OperationController）和界面控制器（UIController），下面通过抽象工厂模式完成这款游戏的架构设计。

新建两个抽象产品接口。

//抽象操作控制器

public interface OperationController {

void control();

}

//抽象界面控制器

public interface UIController {

void display();

}

然后完成这两个系统平台的具体操作控制器和界面控制器。

//Android

public class AndroidOperationController implements OperationController {

@Override

public void control() {

System.out.println("AndroidOperationController");

}

}

public class AndroidUIController implements UIController {

@Override

public void display() {

System.out.println("AndroidInterfaceController");

}

}

//IOS

public class IosOperationController implements OperationController {

@Override

public void control() {

System.out.println("IosOperationController");

}

}

public class IosUIController implements UIController {

@Override

public void display() {

System.out.println("IosInterfaceController");

}

}

下面定义一个抽象工厂，该工厂需要可以创建OperationController和UIController

public interface SystemFactory {

public OperationController createOperationController();

public UIController createInterfaceController();

}

在各平台具体的工厂类中完成操作控制器和界面控制器的创建过程。

//android

public class AndroidFactory implements SystemFactory {

@Override

public OperationController createOperationController() {

return new AndroidOperationController();

}

@Override

public UIController createInterfaceController() {

return new AndroidUIController();

}

}

//IOS

public class IosFactory implements SystemFactory {

@Override

public OperationController createOperationController() {

return new IosOperationController();

}

@Override

public UIController createInterfaceController() {

return new IosUIController();

}

}

客户端调用如下：

SystemFactory mFactory;

UIController interfaceController;

OperationController operationController;

//Android

mFactory=new AndroidFactory();

//IOS

//mFactory=new IosFactory();

interfaceController=mFactory.createInterfaceController();

operationController=mFactory.createOperationController();

interfaceController.display();

operationController.control();

针对不同平台只通过创建不同的工厂对象就完成了操作和UI控制器的创建。

适用场景：

（1）和工厂方法一样客户端不需要知道它所创建的对象的类。

（2）需要一组对象共同完成某种功能时。并且可能存在多组对象完成不同功能的情况。

（3）系统结构稳定，不会频繁的增加对象。（因为一旦增加就需要修改原有代码，不符合开闭原则）