《23种设计模式（Java版）》| 工厂模式（内附源码案例）。

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2021 年 12 月 25日
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⭐目录

💎 一、概述

工厂模式是我们最常用的实例化对象模式了，是用工厂方法代替new操作的一种模式。著名的Jive论坛 ,就大量使用了工厂模式，工厂模式在Java程序系统可以说是随处可见。因为工厂模式就相当于创建实例对象的new，我们经常要根据类Class生成实例对象，如A a=new A() 工厂模式也是用来创建实例对象的，所以以后new时就要多个心眼，是否可以考虑使用工厂模式，虽然这样做，可能多做一些工作，但会给你系统带来更大的可扩展性和尽量少的修改量---------来源于百度百科。

📕 二、工厂模式的三种方式

🏭 简单工厂

• 简单工厂模式是属于创建型模式，是工厂模式的一种。简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式
• 简单工厂模式：定义了一个创建对象的类，由这个类来封装实例化对象的行为(代码)
• 在软件开发中，当我们会用到大量的创建某种、某类或者某批对象时，就会使用到工厂模式

案例代码：

//定义一个公共接口publicinterfaceCar{voidgotoWork();}publicclassBusimplementsCar{@OverridepublicvoidgotoWork(){// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("坐公交上班");}}publicclassBikeimplementsCar{@OverridepublicvoidgotoWork(){// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("骑自行车上班");}}

//简单工厂类publicclassSimpleFactory{publicenumCarType{Bike,Bus;}//通过不同的方式构建不同的实例publicstaticCargetCar(CarType car){Car simpleCar=null;switch(car){caseBike:
            simpleCar=newBike();break;caseBus:
            simpleCar=newBus();break;default:
             simpleCar=newBike();}return simpleCar;}}

🔨 工厂方法

通过一个需求案例：

看一个披萨的项目：要便于披萨种类的扩展，要便于维护
1.披萨的种类很多(比如 GreekPizz、CheesePizz 等
2.披萨的制作有 prepare，bake, cut, box
3.完成披萨店订购功能
客户在点披萨时，可以点不同口味的披萨，比如 北京的奶酪pizza、
北京的胡椒pizza 或者是伦敦的奶酪pizza、伦敦的胡椒pizza。

• 工厂方法模式设计方案：将披萨项目的实例化功能抽象成抽象方法，在不同的口味点餐子类中具体实现。
• 工厂方法模式：定义了一个创建对象的抽象方法，由子类决定要实例化的类。工厂方法模式将对象的实例化推迟到子类

案例代码：

publicabstractclassPizza{protectedString name;//准备材料，不同的披萨材料不一样，做成抽象方法publicabstractvoidprepare();publicvoidbake(){System.out.println(name +" baking;");}publicvoidcut(){System.out.println(name +" cutting;");}publicvoidbox(){System.out.println(name +" boxing;");}publicvoidsetName(String name){this.name = name;}}publicclassBJCheesePizzextendsPizza{@Overridepublicvoidprepare(){// TODO Auto-generated method stubsetName("北京的奶酪披萨");System.out.println("北京的奶酪披萨准备原材料");}}publicclassBJGreekPizzextendsPizza{@Overridepublicvoidprepare(){// TODO Auto-generated method stubsetName("北京的希腊披萨");System.out.println("北京的希腊披萨准备原材料");}}publicclassLDCheesePizzextendsPizza{@Overridepublicvoidprepare(){// TODO Auto-generated method stubsetName("伦敦奶酪披萨");System.out.println("伦敦奶酪披萨准备原材料");}}publicclassLDGreekPizzextendsPizza@Overridepublicvoidprepare(){// TODO Auto-generated method stubsetName("伦敦希腊披萨");System.out.println("伦敦希腊披萨准配原材料");}}

publicabstractclassOrderPizza{//定义一个抽象方法，让各个工厂子类自己实现abstractPizzacreatPizza(String orderType);//构造器publicOrderPizza(){Pizza pizza =null;// 订购披萨类型String orderType;do{
            orderType =getType();
            pizza=creatPizza(orderType);
            pizza.prepare();
            pizza.bake();
            pizza.cut();
            pizza.box();}while(true);}// 动态的获取用户希望订购的披萨privateStringgetType(){try{BufferedReader strin =newBufferedReader(newInputStreamReader(System.in));System.out.println("input pizza type:");String str = strin.readLine();return str;}catch(IOException e){
            e.printStackTrace();return"";}}}publicclassBJOrderPizzaextendsOrderPizza{@OverridePizzacreatPizza(String orderType){Pizza pizza=null;if(orderType.equals("cheese")){
            pizza=newBJCheesePizz();}elseif(orderType.equals("greek")){
            pizza=newBJGreekPizz();}return pizza;}}publicclassLDOrderPizzaextendsOrderPizza{@OverridePizzacreatPizza(String orderType){Pizza pizza=null;if(orderType.equals("cheese")){
            pizza=newLDCheesePizz();}elseif(orderType.equals("greek")){
            pizza=newLDGreekPizz();}return pizza;}}

publicclassPizzaStore{publicstaticvoidmain(String[] args){// TODO Auto-generated method stub//创建北京口味的披萨//        new BJOrderPizza();//创建伦敦口味的披萨newLDOrderPizza();}}

🪓 抽象工厂

• 抽象工厂模式：定义了一个interface用于创建相关或有依赖关系的对象簇，而无需指明具体的类
• 抽象工厂模式可以将简单工厂模式和工厂方法模式进行整合。
• 从设计层面看，抽象工厂模式就是对简单工厂模式的改进(或者称为进一步的抽象)。
• 将工厂抽象成两层，AbsFactory(抽象工厂) 和具体实现的工厂子类。程序员可以根据创建对象类型使用对应的工厂子类。这样将单个的简单工厂类变成了工厂簇，更利于代码的维护和扩展。

⏰需求案例同工厂方法案例，抽象工厂对其进行进一步的优化。

案例代码：

publicabstractclassPizza{protectedString name;//准备材料，不同的披萨材料不一样，做成抽象方法publicabstractvoidprepare();publicvoidbake(){System.out.println(name +" baking;");}publicvoidcut(){System.out.println(name +" cutting;");}publicvoidbox(){System.out.println(name +" boxing;");}publicvoidsetName(String name){this.name = name;}}publicclassBJCheesePizzextendsPizza{@Overridepublicvoidprepare(){// TODO Auto-generated method stubsetName("北京的奶酪披萨");System.out.println("北京的奶酪披萨准备原材料");}}publicclassBJGreekPizzextendsPizza{@Overridepublicvoidprepare(){// TODO Auto-generated method stubsetName("北京的希腊披萨");System.out.println("北京的希腊披萨准备原材料");}}publicclassLDCheesePizzextendsPizza{@Overridepublicvoidprepare(){// TODO Auto-generated method stubsetName("伦敦奶酪披萨");System.out.println("伦敦奶酪披萨准备原材料");}}publicclassLDGreekPizzextendsPizza@Overridepublicvoidprepare(){// TODO Auto-generated method stubsetName("伦敦希腊披萨");System.out.println("伦敦希腊披萨准配原材料");}}

//抽象工厂模式的抽象层publicinterfaceAbsFactory{//下面工厂子类自己建造PizzacreatPizza(String orderType);}publicclassBJFactoryimplementsAbsFactory{publicPizzacreatPizza(String orderType){System.out.println("使用抽象工厂模式");// TODO Auto-generated method stubPizza pizza=null;if(orderType.equals("cheese")){
            pizza=newBJCheesePizz();}elseif(orderType.equals("greek")){
            pizza=newBJGreekPizz();}return pizza;}}publicclassLDFactoryimplementsAbsFactory{publicPizzacreatPizza(String orderType){System.out.println("使用抽象工厂模式");// TODO Auto-generated method stubPizza pizza=null;if(orderType.equals("cheese")){
            pizza=newLDCheesePizz();}elseif(orderType.equals("greek")){
            pizza=newLDGreekPizz();}return pizza;}

publicclassOrderPizza{AbsFactory absFactory;publicOrderPizza(AbsFactory absFactory){setAbsFactory(absFactory);}privatevoidsetAbsFactory(AbsFactory absFactory){Pizza pizza=null;String orderType="";this.absFactory = absFactory;do{
            
            orderType=getType();//absFactory 可能为北京 或者伦敦
            pizza=absFactory.creatPizza(orderType);if(pizza!=null){
                pizza.prepare();
                pizza.bake();
                pizza.cut();
                pizza.box();}else{System.out.println("订购失败");break;}}while(true);}privateStringgetType(){try{BufferedReader strin =newBufferedReader(newInputStreamReader(System.in));System.out.println("input pizza type:");String str = strin.readLine();return str;}catch(IOException e){
            e.printStackTrace();return"";}}}

publicclassPizzaStore{publicstaticvoidmain(String[] args){// TODO Auto-generated method stubnewOrderPizza(newBJFactory());}}

📄 三、在JDK源码中的应用分析

JDK 中的Calendar类中，就使用了简单工厂模式

publicabstractclassCalendarimplementsSerializable,Cloneable,Comparable<Calendar>{publicstaticCalendargetInstance(TimeZone zone,Locale aLocale){returncreateCalendar(zone, aLocale);}privatestaticCalendarcreateCalendar(TimeZone zone,Locale aLocale){CalendarProvider provider =LocaleProviderAdapter.getAdapter(CalendarProvider.class, aLocale).getCalendarProvider();if(provider !=null){try{return provider.getInstance(zone, aLocale);}catch(IllegalArgumentException iae){// fall back to the default instantiation}}Calendar cal =null;if(aLocale.hasExtensions()){String caltype = aLocale.getUnicodeLocaleType("ca");if(caltype !=null){switch(caltype){case"buddhist":
                cal =newBuddhistCalendar(zone, aLocale);break;case"japanese":
                    cal =newJapaneseImperialCalendar(zone, aLocale);break;case"gregory":
                    cal =newGregorianCalendar(zone, aLocale);break;}}}if(cal ==null){// If no known calendar type is explicitly specified,// perform the traditional way to create a Calendar:// create a BuddhistCalendar for th_TH locale,// a JapaneseImperialCalendar for ja_JP_JP locale, or// a GregorianCalendar for any other locales.// NOTE: The language, country and variant strings are interned.if(aLocale.getLanguage()=="th"&& aLocale.getCountry()=="TH"){
                cal =newBuddhistCalendar(zone, aLocale);}elseif(aLocale.getVariant()=="JP"&& aLocale.getLanguage()=="ja"&& aLocale.getCountry()=="JP"){
                cal =newJapaneseImperialCalendar(zone, aLocale);}else{
                cal =newGregorianCalendar(zone, aLocale);}}return cal;}}

📢 四、总结Tips

• 工厂模式的意义:将实例化对象的代码提取出来，放到一个类中统一管理和维护，达到和主项目的依赖关系的解耦。从而提高项目的扩展和维护性。
• 三种工厂模式 (简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式)
• 设计模式的依赖抽象原则
• 创建对象实例时，不要直接 new 类, 而是把这个new 类的动作放在一个工厂的方法中，并返回。有的书上说，变量不要直接持有具体类的引用。
• 不要让类继承具体类，而是继承抽象类或者是实现interface(接口)、不要覆盖基类中已经实现的方法