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由浅到深了解工厂模式

时间：2023-08-21 18:51:29

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由浅到深了解工厂模式

作者点先生日期 .9.26

唠个嗑

先给各位观众老爷道个歉，在上一篇文章的末尾本来说了这次要给大家分享代理模式，但是臣妾，做不到啊！最近公司给我了一个新项目，于是比较忙一点，再加上代理模式那边的东西有点多，我有点懵逼的，静态、动态、远程、虚拟，还有个RMI，小机灵鬼儿的脑袋一时间处理不过来啊！

最近在搭建新项目的时候，参考了前辈的一些代码。这一次看别人代码的时候，更容易知道别人写着类的目的是干嘛，为啥要这样写了，这就是学习设计模式之后的好处之一吧，我仍然会继续加油。尝到了一些甜头，现在更有动力了。你们的留言，讨论，点赞更是我巨大的动力。

虽然是中途改道来写工厂模式，但绝对不会让各位观众老爷失望的！本次要讲的是三种工厂模式（简单工厂模式，工厂方法模式，抽象工厂模式），以及相关模式源码上的一些理解、扩展。

什么是工厂模式

new！

准确的说，是代替new实例化具体类的一种模式。接下来我将以“音乐厂牌创造音乐”为例子，由浅到深深入工厂模式。

至于为什么要用工厂模式我会边讲例子边说。

简单工厂模式

制作一首歌曲，确定歌曲风格之后，就先要写词谱曲，然后依次就是录歌，剪辑，混音，就可以发型了。当然也可以“不混，直接发”！Skr~。

public class MusicLabel {Song createSong(String type){Song song = null;if(type.equals("folk")){ song = new FolkSong();}else if(type.equals("rock")){song = new RockSong();}else if(type.equals("pop")){song = new PopSong();}song.prepare();//作词作曲演奏song.Sing(); //录歌song.Cut(); //剪辑song.Mix(); //混音return song;}}复制代码

这样写，有没有问题？没有！不出bug能跑就完事儿了。科科。

然而这样却违反了开闭原则：对扩展开放，对修改关闭。

我们可以把易变化的部分跟不变化的部分分开。也就是将new对象的部分提出来，单独形成一个类(工厂)。

public class SongFactory {public Song orderSong(String type){Song song = null;if(type.equals("folk")){song = new FolkSong();}else if(type.equals("rock")){song = new RockSong();}else if(type.equals("pop")){song = new PopSong();}return song;}}复制代码

在这儿有另外一种方法：利用静态方法定义一个简单工厂(静态工厂)。
这样就不需要使用创建对象的方法来实例化对象。但这样也有一个缺点：不能通过继承来改变创建方法的行为。

修改之后重写MusicLabel类

public class MusicLabel {SongFactory factory;public MusicLabel(SongFactory factory) {this.factory = factory;}Song createSong(String type){Song song = null;song = factory.orderSong(type);song.prepare();song.Sing();song.Cut();song.Mix();return song;}}复制代码

这样一来就将面向具体编程，变成了面向接口编程。

在设计模式中，“实现一个接口”泛指“实现某个超类型(类/接口)的某个方法”。

心得

给我的感觉，简单工厂模式更像是一种编程的习惯。最简单的解耦，使得工厂类能够被各种厂牌反复使用。

在我还没认识简单工厂之前，其实我就写过很多简单工厂的例子了。各种基类BaseActivity、BaseFragment等等通常都会用到简单工厂模式。

优点: 简单，解耦。

缺点: 静态工厂无法继承，违反开闭原则。

工厂方法模式

定义

工厂方法模式定义了一个创建对象的接口，但由子类决定要实例化的类是哪一个。工厂方法让类把实例化推迟到子类。

类图

工厂方法模式有四个核心类：

Product（产品类）：所有产品必须实现这个共同的接口，这样使用这些产品的类就可以引用这个接口，而不是具体类。ConcreteProduct（具体产品类）Creator（创建者类）：实现了所有操纵产品的方法，但不实现工厂方法。ConcreteCreator（具体创建者类）：实现了factoryMethod()，负责创建一个或多个具体产品，只有ConcreteCreator类知道如何创建这些产品。

来撸代码

刚刚我们已经创建了两个类，MusicLabel和SongFactory，MusicLabel在工厂方法中可以作为一个Creator。SongFactory不在四大核心之内，先不管。

我们先来创造一下产品类和创建者类（他们是两个平行类层级）。

public abstract class MusicLabel {Song createSong(String type){Song song = null;song = orderSong(type);song.prepare();song.Sing();song.Cut();song.Mix();return song;}abstract Song orderSong(String type); //工厂方法}复制代码

public abstract class Song {String singer;//演唱者String lyricist;//作词人String composer;//作曲人String prepare() {return "演唱者："+singer + ",作词人："+lyricist + ",作曲人："+composer;}String Sing(){return "录歌";}String Cut(){return "剪切";}String Mix(){return "混音";}}复制代码

接下来创建各自的子类。厂牌方面，各位最熟知的可能就是“摩登天空”了，另外，听国摇的小伙伴对谢天笑这个名字应该不会陌生，谢天笑是在“十三月”音乐厂牌。这里我们就以这两个厂牌为例，来写各自的子类。

摩登天空音乐厂牌

public class MDSkyMusicLabel extends MusicLabel {@OverrideSong orderSong(String type) { //此处可用简单工厂模式if(type.equals("folk")){return new MDSkyFolkSong();}else if(type.equals("rock")){return new MDSkyRockSong();}else if(type.equals("pop")){return new MDSkyPopSong();}else return null;}}复制代码

十三月音乐厂牌

public class ThirteenMonthMusicLabel extends MusicLabel {@OverrideSong orderSong(String type) { //此处可用简单工厂模式if(type.equals("folk")){return new ThirteenMonthFolkSong();}else if(type.equals("rock")){return new ThirteenMonthRockSong();}else if(type.equals("pop")){return new ThirteenMonthPopSong();}else return null;}}复制代码

在MusicLabel类的createSong()中，并不知道真正创建的是哪一个厂牌的音乐。创建具体对象的工作，都在子类中。

接下来的工作就是把刚刚写过的MDSkyFolkSong等具体子类继承Song。这里只写一个。

public class MDSkyFolkSong extends Song {public MDSkyFolkSong() {singer = "摩登天空的民谣艺人";lyricist = "摩登天空的民谣作词人";composer = "摩登天空的民谣作曲人";}}复制代码

在这里或许许多小伙伴要说这样写会有很多子类，很麻烦。但这样已经是最优的选择了。耦合度低，遵守了开闭原则。

感受

工厂方法模式有点像简单工厂的合集，特别是当只有一个具体工厂类存在时。

简单工厂可以将对象的创建封装起来，但是简单工厂不具备工厂方法的弹性，因为简单工厂不能变更正在创建的产品。

优点: 在简单工厂的优点上加上“可以变更正在创建的产品”。

缺点: 子类相当多，不便于管理。

抽象工厂模式

刚刚我们再写具体厂牌的时候，有提到，可以在具体厂牌类中使用简单工厂模式。也就是说，我们可以创建MDSkySongFactory和ThirteenMonthSongFactory两个工厂类。并且这两个工厂做的事都是一样的，只是具体东西不一样而已。

那……

我们是不是可以写一个工厂超类，把要做的事情写成抽象方法，再让子工厂类各自实现呢？

可以的！这就是传说中的抽象工厂模式。

定义

为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口，而且无需指定他们的具体类。

类图

Cilent（客户类）：代码中只需涉及抽象工厂，运行时自动使用实际的工厂。AbstractFactory（抽象工厂）：定义了一个接口，所有具体工厂必须实现它。这个接口包含了一组方法来生产产品。ConcreteFactory（具体工厂）：客户只需要使用其中一个工厂而不需要实例化任何产品对象。AbstractProduct（抽象产品类）：这些抽象产品类就是抽象工厂中所需要的每一个条件。ConcreteProduct（具体产品类）：继承抽象产品类。

由入门到放弃

刚刚我们说过，我们可以整理一个工厂超类，这个工厂超类，就是AbstractFactory！它在我们这个例子中的作用就是返回一个singer，一个lyricist和一个composer。所以我们可以这样写。

public interface SongFactory {public String findSinger();public String findLyricist();public String findComposer();}复制代码

然后给每个厂牌都写一个具体工厂

public class MDskySongFactory implements SongFactory {@Overridepublic String findSinger() {return new MDskySinger();}@Overridepublic String findLyricist() {return new MDskyLyricist();}@Overridepublic String findComposer() {return new MDskyComposer();}}复制代码

public class ThirteenMonthSongFactory implements SongFactory {@Overridepublic String findSinger() {return new ThirteenMonthSinger();}@Overridepublic String findLyricist() {return new ThirteenMonthLyricist();}@Overridepublic String findComposer() {return new ThirteenMonthComposer();}}复制代码

还需要重写一下Song类

public abstract class Song {String singer;//演唱者String lyricist;//作词人String composer;//作曲人abstract void prepare();//只改变了这个方法String Sing(){return "录歌";}String Cut(){return "剪切";}String Mix(){return "混音";}@Overridepublic String toString() {return "Song{" +"singer='" + singer + '\'' +", lyricist='" + lyricist + '\'' +", composer='" + composer + '\'' +'}';}}复制代码

现在就可以根据工厂类来写歌曲子类了。每个厂牌都有FolkSong、RockSong、PopSong，现在不用写那么多子类，只需要建立一个相应子类，材料（作词作曲演唱）就交给传递进去的工厂类来解决！

public class FolkSong extends Song{SongFactory factory;public FolkSong(SongFactory factory) {this.factory = factory;}@Overridevoid prepare() {singer = factory.findSinger();lyricist = factory.findLyricist();composer = factory.findComposer();}}复制代码

现在我们几乎完成了所有的材料，就差调用了。现在先来理一理这些东西。

抽象工厂类是SongFactor。具体工厂类是MDskySongFactory 和ThirteenMonthSongFactory。抽象产品类是Singer、Lyricist、Composer。具体产品类是MDskySinger、ThirteenMonthSinger等。Client是MDSkyMusicLabel和ThirteenMonthMusicLabel。

现在就在Client里面调用看看吧。

public class MDSkyMusicLabel extends MusicLabel {@OverrideSong orderSong(String type) {Song song = null;SongFactory factory = new MDskySongFactory();if(type.equals("folk")){song = new FolkSong(factory);}else if(type.equals("rock")){song = new RockSong(factory);}else if(type.equals("pop")){song = new PopSong(factory);}return song;}}复制代码

完美！到处都充斥着依赖倒置的清香。