java设计模式--三种工厂模式详解

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。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)。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。

由于创建实例的方法通常为静态(static)方法，因此简单工厂模式又被成为静态工厂方法模式(Static Factory Method)。

• Product表示产品接口，也可用抽象类实现，封装产品间共有的属性。

• ConcreteProduct*表示具体的实际产品。

• Factory表示工厂，工厂根据需要来创建相应的产品。

这样一来，当添加新的产品C时，只需要修改工厂部分代码即可，而传统方法需要在每一个创建产品的地方都进行修改。可以理解为把具体的产品创建封装成一个工厂类。

举个例子，大富翁的地图创建：

• AbstractBlock是接口，表示抽象的地块，包括方法printBlock()打印地块。

• Empty、Prison、Park实现上述接口，表示空地(*)、监狱(&)和公园(#)。

• SimpleFactory是创建地块的简单工厂。

类图：

代码：

1.产品接口

public interface AbstractBlock {
   public void printBlock();
}

2.产品接口实现子类

public class Empty implements AbstractBlock{
   @Override
   public void printBlock() {
       System.out.print("* ");
   }
}

public class Park implements AbstractBlock{
   @Override
   public void printBlock() {
       System.out.print("# ");
   }
}

public class Prison implements AbstractBlock{
   @Override
   public void printBlock() {
       System.out.print("& ");
   }
}

3.简单工厂类

public class SimpleFactory {
   public AbstractBlock getBlock(String type){ //根据传参创建不同的地块
       if(type.equalsIgnoreCase("Empty")){
           return new Empty();
       } else if(type.equalsIgnoreCase("Park")){
           return new Park();
       } else if(type.equalsIgnoreCase("Prison")){
           return new Prison();
       }
       return null;
   }
}

4.调用工厂

public class Map {
   public void getMap(){
       SimpleFactory simpleFactory=new SimpleFactory();  //实例化工厂
       ArrayList<AbstractBlock> map=new ArrayList<AbstractBlock>();  //地块集合
       String []types=new String[3];
       types[0]="Empty";
       types[1]="park";
       types[2]="Prison";
       Random rd = new Random();
       for(int i=1;i<=12;i++){  //随机用工厂创建地块并放入集合
           int tt = rd.nextInt(types.length);
           map.add(simpleFactory.getBlock(types[tt]));
       }
       //地图大小写死了，不是重点
       for(int i=0;i<12;i++){
           map.get(i).printBlock();
           if(i==3||i==5||i==7)
               System.out.println();
           if(i==4||i==6)
               System.out.print("    ");
       }
   }
}

5.测试

public class MonoPoly {
   public static void main(String[] args) {
       Map map=new Map();
       map.getMap();
   }
}

运行结果

工厂方法

不难发现，当增加新的产品时需要对简单工厂类修改，或创建多个简单工厂。（比如增加一个法院地块）工厂方法进一步解耦合，把工厂类抽象，不再负责所有实例的创建，而是把具体的创建工作交给了子类去完成，实例化延迟到子类加载，由子类来决定要实例化的类。

抽象化工厂类，把具体实例化工作交给其子类实现。

代码：

1.工厂接口

public interface AbstractFactory {
   public AbstractBlock createBlock();
}

2.工厂实现子类

public class EmptyFactory implements AbstractFactory {
   @Override
   public AbstractBlock createBlock() {
       return new Empty();
   }
}

public class ParkFactory implements AbstractFactory {
   @Override
   public AbstractBlock createBlock() {
       return new Park();
   }
}

public class PrisonFactory implements AbstractFactory {
   @Override
   public AbstractBlock createBlock() {
       return new Prison();
   }
}

3.产品接口

public interface AbstractBlock {
   public void printBlock();
}

4.产品实现子类

public class Empty implements AbstractBlock {
   @Override
   public void printBlock() {
       System.out.print("* ");
   }
}

public class Park implements AbstractBlock {
   @Override
   public void printBlock() {
       System.out.print("# ");
   }
}

public class Prison implements AbstractBlock {
   @Override
   public void printBlock() {
       System.out.print("& ");
   }
}

5.调用

public class Map {
   public void getMap() {
       ArrayList<AbstractBlock> map=new ArrayList<AbstractBlock>();  //地块集合
       AbstractFactory abstractFactory;
       Random rd = new Random();
       for(int i=1;i<=12;i++){  //随机用工厂创建地块并放入集合
           int tt = rd.nextInt(3);
           if(tt==0)abstractFactory=new EmptyFactory();
           else if(tt==1)abstractFactory=new ParkFactory();
           else abstractFactory=new PrisonFactory();
           map.add(abstractFactory.createBlock());
       }
       //地图大小写死了，不是重点
       for(int i=0;i<12;i++){
           map.get(i).printBlock();
           if(i==3||i==5||i==7)
               System.out.println();
           if(i==4||i==6)
               System.out.print("    ");
       }
   }
}

6.测试

public class MonoPoly {
   public static void main(String[] args) {
       Map map=new Map();
       map.getMap();
   }
}

运行结果：

抽象工厂

不难发现当创建新的产品接口时，也需要对工厂方法修改，或创建多个工厂方法。（比如增加魔法地块簇，对应组产品魔法公园、魔法空地、魔法监狱等）

抽象工厂将工厂方法进一步抽象。定义了一个接口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。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。

把工厂类抽象后，对应不同子类工厂（普通/魔法），生产对应的一组产品。最后调用时统一调用抽象接口即可，不必知道具体对象，面向接口编程。

1.产品接口

public interface AbstractBlock {
   void printBlock();
}

2.产品抽象子类-普通产品

public abstract class NormalAbstractBlock implements AbstractBlock {
   public abstract void printBlock();
}

2.2普通空地

public class NormalEmpty extends NormalAbstractBlock {
   public void printBlock() {
       System.out.print("* ");
   }
}

2.3普通公园

public class NormalPark  extends NormalAbstractBlock {
   public void printBlock() {
       System.out.print("# ");
   }
}

2.4普通监狱

public class NormalPrison extends NormalAbstractBlock {
   public void printBlock() {
       System.out.print("& ");
   }
}

3.1产品抽象子类-魔法产品

public abstract class MagicAbstractBlock implements AbstractBlock {
   public abstract void printBlock();
}

3.2魔法空地

public class MagicEmpty  extends MagicAbstractBlock {
   public void printBlock() {
       System.out.print("e ");
   }
}

3.3魔法公园

public class MagicPark extends MagicAbstractBlock {
   public void printBlock() {
       System.out.print("g ");
   }
}

3.4魔法监狱

public class MagicPrison extends MagicAbstractBlock {
   public void printBlock() {
       System.out.print("p ");
   }
}

4.工厂接口

public interface AbstractFactory {
   AbstractBlock getEmpty();
   AbstractBlock getPrison();
   AbstractBlock getPark();
}

5.工厂实现子类-普通工厂

public class NormalFactory implements  AbstractFactory {
   public AbstractBlock getEmpty() { return new NormalEmpty(); }
   public AbstractBlock getPrison() { return new NormalPrison(); }
   public AbstractBlock getPark() { return new NormalPark(); }
}

6.工厂实现子类-魔法工厂

public class MagicFactory implements AbstractFactory {
   public AbstractBlock getEmpty() { return new MagicEmpty(); }
   public AbstractBlock getPrison() {return new MagicPrison(); }
   public AbstractBlock getPark() { return new MagicPark(); }
}

7.调用

public class Map {
   public void getMap(AbstractFactory af){
       ArrayList<AbstractBlock> map=new ArrayList<AbstractBlock>();
       map.add(af.getEmpty());
       map.add(af.getPrison());
       map.add(af.getPark());
       Random rd = new Random(3);
       int col=12;
       for(int i=1;i<=col;i++){
           int tt = rd.nextInt(3);
           map.get(tt).printBlock();
           if(i==4||i==6||i==8)
               System.out.println();
           if(i==5||i==7)
               System.out.print("    ");
       }
   }
}

8.测试

public class Monopoly {
   public void play(){
       Map map=new Map();
       Scanner scan = new Scanner(System.in);
       System.out.println("请输入指令（1输出普通地图，2输出魔法地图）");
       int order;
       order  = scan.nextInt();
       if(order == 1){
           map.getMap(new NormalFactory());
       }else{
           map.getMap(new MagicFactory());
       }
   }
}

运行结果：

来源：https://wzlodq.blog.csdn.net/article/details/110143303