java設計模式之——簡單工廠、工廠方法模式、抽象工廠模式（建立性）【讀書筆記】
1、簡單工廠模式
應用場景，程式設計中通過工廠方法接受一個引數，建立不同類型別的例項。
設計示意圖
例項
1、定義抽象產品類
public abstract class Rice {
public void prepare(){
System.out.println("準備米飯!");
}
public void cook(){
System.out.println("烹飪米飯!");
}
public void packageRice(){
System.out.println("打包米飯!");
}
}
2、產品類實現類，牛肉飯、羊肉飯
public class BeafRice extends Rice {
@Override
public void prepare(){
System.out.println("準備牛肉飯！");
}
@Override
public void cook(){
System.out.println("烹飪牛肉飯！");
}
@Override
public void packageRice(){
System.out.println("打包牛肉飯！");
}
}
public class SheetRice extends Rice {
@Override
public void prepare(){
System.out.println("準備羊肉飯！");
}
@Override
public void cook(){
System.out.println("烹飪羊肉飯！");
}
@Override
public void packageRice(){
System.out.println("打包羊肉飯！");
}
}
3、簡單工廠，根據傳入引數生產不同型別產品
public class SimpleRiceFactory {
private SimpleRiceFactory (){};
private static class Innerclass{
public static final SimpleRiceFactory simpleRiceFactory = new SimpleRiceFactory ();
}
public static SimpleRiceFactory getInstance(){
return Innerclass.simpleRiceFactory;
}
public Rice produceRice(Class rice){
Rice riceTemp = null;
try {
riceTemp = (Rice)Class.forName(rice.getName()).newInstance();
} catch (Exception e) {
System.out.println("不支援Rice類介面型別");
e.printStackTrace();
// TODO: handle exception
}
return riceTemp;
}
}
4、產品使用者，服務員，根據客戶需求，訂購米飯！
public class Waiter {
private SimpleRiceFactory simpleRiceFactory;
public Waiter(SimpleRiceFactory simpleRiceFactory){
this.simpleRiceFactory= simpleRiceFactory;
}
public void order(Class type){
Rice rice = simpleRiceFactory.produceRice(type);
rice.prepare();
rice.cook();
rice.packageRice();
}
}
5、 實現客戶端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Waiter waiter = new Waiter(SimpleRiceFactory.getInstance());
waiter.order(BeafRice.class);
waiter.order(SheetRice.class);
}
}
總結
1、當飯的"產品種類"（Rice）頻繁變化時,waiter類無需修改。
2、去除了客戶端與具體產品的依賴,封裝了物件的建立過程。
3、工廠類中包含了所有例項建立的邏輯，一旦工廠出問題，所有客戶端都會有問題。
4、當增加產品型別，如麵條類，則那麼SimpleRiceFactory則無法滿足生產要求，這違反了軟體設計的開閉原則。
2、工廠方法模式
相對於簡單工廠模式，工廠方法模式更多樣化。這種模式包含多個工廠，每個工廠對應一類產品，這樣減輕了簡單工廠的壓力。且在新增型別時也遵循了軟體設計的開閉原則，不會對其他產品對應的工廠產生影響。
設計示意圖
例項
在簡單工廠模式的基礎上，新增產品類IProductNoodles 以及產品 BeafNoodles、SheetNoodles。
定義工廠類介面
public interface IProductFactory {
public Object produce(Class type);
}
新增麵條類工廠
public class SimpleNoodlesFactory implements IProductFactory{
private SimpleNoodlesFactory(){};
private static class InnerClass{
public static final SimpleNoodlesFactory INSTANCE = new SimpleNoodlesFactory();
}
public static SimpleNoodlesFactory getInstance(){
return InnerClass.INSTANCE;
}
@Override
public IProductNoodles produce(Class type) {
// TODO Auto-generated method stub
IProductNoodles noodles = null;
try {
noodles = (IProductNoodles)Class.forName(type.getName()).newInstance();
} catch (InstantiationException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
return noodles;
}
}
定義waiter服務員
public class Waiter {
private static IProductFactory productFactory;
public void setIProductFactory(IProductFactory productFactory){
this.productFactory = productFactory;
}
public void orderRice(Class rice){
IProductRice riceTemp = (IProductRice)productFactory.produce(rice);
riceTemp.prepare();
riceTemp.cook();
riceTemp.packageRice();
}
public void orderNoodles(Class noodles){
IProductNoodles noodlesTemp = (IProductNoodles)productFactory.produce(noodles);
noodlesTemp.prepare();
noodlesTemp.cook();
noodlesTemp.packageNoodles();
}
}
定義client客戶端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Waiter waiter = new Waiter();
waiter.setIProductFactory(SimpleRiceFactory.getInstance());
waiter.orderRice(BeafRice.class);
waiter.orderRice(SheetRice.class);
waiter.setIProductFactory(SimpleNoodlesFactory.getInstance());
waiter.orderNoodles(BeafNoodles.class);
waiter.orderNoodles(SheetNoodles.class);
}
}
總結
在可維護和可擴充套件性上非常差，沒有利用多型性，容易造成過多的程式碼。
3、抽象工廠模式
相對於簡單工廠模式和工廠方法模式 ，抽象工廠模式引入了產品族的概念。產品族，可以理解為由不同型別產品組合在一起在同一個工廠中生產的型別。結合反射，將工廠方法模式中米飯工廠和麵條工廠合併為一個工廠（包含生產米飯和麵條）。
修改工廠類的介面如下：
public interface IProductFactory {
public IProductNoodles produceNoodles(Class type);
public IProductRice produceRice(Class type);
}
工廠類實現類如下：
public class ProductFactory implements IProductFactory{
private ProductFactory(){};
private static class Innerclass{
public static final ProductFactory INSTANCE = new ProductFactory();
}
public static ProductFactory getInstance(){
return Innerclass.INSTANCE;
}
@Override
public IProductNoodles produceNoodles(Class type) {
// TODO Auto-generated method stub
IProductNoodles noodles = null;
try {
noodles = (IProductNoodles)Class.forName(type.getName()).newInstance();
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
return noodles;
}
@Override
public IProductRice produceRice(Class type) {
// TODO Auto-generated method stub
IProductRice rice = null;
try {
rice = (IProductRice)Class.forName(type.getName()).newInstance();
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
return rice;
}
}
waiter類如下：
public class Waiter {
private static IProductFactory productFactory;
public void setIProductFactory(IProductFactory productFactory){
this.productFactory = productFactory;
}
public void orderRice(Class rice){
IProductRice riceTemp = (IProductRice)productFactory.produceRice(rice);
riceTemp.prepare();
riceTemp.cook();
riceTemp.packageRice();
}
public void orderNoodles(Class noodles){
IProductNoodles noodlesTemp = (IProductNoodles)productFactory.produceNoodles(noodles);
noodlesTemp.prepare();
noodlesTemp.cook();
noodlesTemp.packageNoodles();
}
}
最後修改客戶端為：
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Waiter waiter = new Waiter();
waiter.setIProductFactory(ProductFactory.getInstance());
waiter.orderRice(BeafRice.class);
waiter.orderRice(SheetRice.class);
waiter.orderNoodles(BeafNoodles.class);
waiter.orderNoodles(SheetNoodles.class);
}
}
總結
抽象工廠方法模式的不足在於每次新增產品類時，需要修改抽象類介面、抽象工廠實現類。
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