常用的设计模式之工厂模式

写在前面的话：

   虽然在我们的日常开发过程中，不用设计模式也可以完成相应的功能，但是用好的设计模式可以帮助我们更好的解决实际问题，设计模式一个重要的思想是解耦，降低代码间的粘着性。几乎我们所有的java框架和源码都使用了良好的设计模式，比如spring就使用了诸如BeanFactory的工厂模式，mybatis框架的模板模式等等。学习设计模式可以更好的让我们把业务转化成技术实现。

   工厂模式从名字上来看,脱离于现实生活中的工厂，就是生成和制造各种产品的，比如口罩工厂。在Java的世界里，工厂模式，也是同样的道理，也是用来生产东西的（类实例对象）。在没有该模式的情况下，我们一般生产对象（创建对象）一般都是采用new的形式。那为什么有了new的方式，还要提出一种“工厂模式”呢？原因其实还是比较容易理解，就比如这个生产口罩的工厂内部，口罩分多钟型号，KN94/KN95/KF94等等。假如一个公民想要买口罩，我得告诉工厂我要哪种型号的吧，然后它生产出来给我。但生产某种型号的过程我是不知道的，不知道用了什么材料，不知道用了什么工艺对吧？ 然后反过来想new的这种方式，一般代码为KouZhao​​ kouZhao = new ​​​KouZhao​​()​​，使用new 的前提是什么？得先知道KouZhao这个类吧，也就是说我得知道KouZhao是要用什么材料用什么工艺来做的，工厂模式就是 将这个过程隐藏起来只给结果给调用方。

1.简单工厂模式

  简单工厂就是我给你型号，你帮我生产，隐藏生产过程。new是我自己知道这个型号的制作过程和原理，自己申明生产过程。就 是传入一个型号名称（形参），内部if-else去判断生产对象型号名称的口罩。如果要新增型号，只能修改该工厂内部的if-else语句，新增判断。

KouZhaoFactory factory = new KouZhaoFactory();
    KN94KouZhao kn94 = (KN94KouZhao) factory.create("KN94");
    KN95KouZhao kn95 = (KN95KouZhao) factory.create("KN95");
    KF94KouZhao kf94 = (KF94KouZhao) factory.create("KF94");
    kn94.protect();
    kn95.protect();
    kf94.protect();

为了避免字符串写错造成的问题可以使用反射改进一下：

KouZhaoFactory代码如下:

KouZhao create(Class <? extends  KouZhao> clazz){
       try {
         if (clazz!=null) {
            return clazz.newInstance();
         }
       } catch (Exception e) {
         e.printStackTrace();
       }
       return  null;
    }

 测试方法如下：

KouZhaoFactory factory = new KouZhaoFactory();
    KN94KouZhao kn94 =(KN94KouZhao) factory.create(KN94KouZhao.class);
    KN95KouZhao kn95 =(KN95KouZhao) factory.create(KN95KouZhao.class);
    KF94KouZhao kf94 =(KF94KouZhao) factory.create(KF94KouZhao.class);
    kn94.protect();
    kn95.protect();
    kf94.protect();

从上面可以看出简单工厂模式中工厂类的职责相对过重，所有的判断和创建都在内部完成，不易于扩展过于复杂的产品结构。

2.工厂方法模式

    简单工厂模式看起来像一个万能工厂啥型号的口罩都可生成，工厂类的职责过重了，工厂方法模式是对简单工厂进行了升级，不在由工厂类生成具体的口罩了，而是产生一个抽象的口罩接口，我们先创建一个口罩接口，再创建KN94、KN95、KF94实现类实现口罩接口。在使用时，直接给工厂传入指定的实现类，内部利用反射的机制，绑定创建好指定型号（类型）的口罩。类图如下：

测试代码：

KouZhaoFactory factory = new KN94KouZhaoFactory();
    KouZhao kn94 = factory.create();
    kn94.protect();

    KouZhaoFactory factory2 = new KN95KouZhaoFactory();
    KouZhao kn95 = factory2.create();
    kn95.protect();

    KouZhaoFactory factory3 = new KF94KouZhaoFactory();
    KouZhao kf94 = factory3.create();
    kf94.protect();

从上面可以看出工厂方法模式中类的过多比简单工厂模式几乎多了1倍，系统的复杂度也随之增加，理解起来不是那么容易。

3.抽象工厂模式

现实中一个工厂很少只生成1中产品的，通常情况都是如下图所示：

我们将1个工厂相同颜色的各种产品称作1个产品族，不同工厂的相同产品称作1个产品等级结构，即上图中的x轴和y轴。

在我们java世界里抽象工厂模式源于此， 抽象工厂模式是工厂方法的升级。假设现在用户想要购买口罩了，突然又想买点绷带备用，如果没有这个产品就很尴尬了，使用抽象工厂可以给用户更多的选择。类图如下：

测试代码：

KouZhaoFactory factory = new KN94KouZhaoFactory();
    factory.createBengDai().blood();
    factory.createHuMuJing().protectEyes();
    factory.createKouZhao().protect();


    KouZhaoFactory factory2 = new KN95KouZhaoFactory();
    factory2.createBengDai().blood();
    factory2.createHuMuJing().protectEyes();
    factory2.createKouZhao().protect();

    KouZhaoFactory factory3 = new KF94KouZhaoFactory();
    factory3.createBengDai().blood();
    factory3.createHuMuJing().protectEyes();
    factory3.createKouZhao().protect();

总结：抽象工厂模式可以完美的展现出产品族和产品等级的关系，适用于产品数量不多的情况，过多的产品会使系统复杂度成倍递增。