Java設計模式—工廠方法模式&抽象工廠模式
工廠方法模式與抽象工廠模式都是設計模式中重要而且常見的模式。
工廠方法模式：定義一個用於建立物件的介面，讓子類決定例項化哪一個類。工廠方法使一個類的例項化延遲到其子類。
通用類圖如下：
在工廠方法模式中，抽象產品類Product負責定義產品的共性，實現對事物最抽象的定義；Creator為抽象建立
類，也就是抽象工廠，具體如何建立產品類是由具體的實現工廠ConcreteCreator完成的。
工廠方法模式的擴充套件方式有很多種，下邊是工廠方法模式一個比較實用的原始碼：
抽象產品類：
- public abstract class Product {
- //產品類的公共方法
- public void method1(){
- //業務邏輯處理
- }
- //抽象方法
- public abstract void method2();
- }
具體的產品類可以有多個，都繼承於抽象產品類。
- public class ConcreteProduct1 extends Product {
- public void method2() {
- //業務邏輯處理
- }
- }
- public class ConcreteProduct2 extends Product {
- public void method2() {
- //業務邏輯處理
- }
- }
抽象工廠類負責定義產品物件的產生：
[java] view plain copy- public abstract class Creator {
- /*
- * 建立一個產品物件，其輸入引數型別可以自行設定
- * 通常為String、Enum、Class等，當然也可以為空
- */
- public abstract <T extends Product> T createProduct(Class<T> c);
- }
具體如何產生一個產品的物件，是由具體的工廠類實現的：
- public class ConcreteCreator extends Creator {
- public <T extends Product> T createProduct(Class<T> c){
- Product product=null;
- try {
- product = (Product)Class.forName(c.getName()).newInstance();
- } catch (Exception e) {
- //異常處理
- }
- return (T)product;
- }
- }
場景類如下所示： [java] view plain copy
- public class Client {
- public static void main(String[] args) {
- Creator creator = new ConcreteCreator();
- Product product = creator.createProduct(ConcreteProduct1.class);
- /*
- * 繼續業務處理
- */
- }
- }
該通用程式碼是一個比較實用、易擴充套件的框架。
工廠方法模式的優點：
（1）良好的封裝性，程式碼結構清晰。一個物件建立是有條件約束的，如一個呼叫者需要一個具體的產品物件，只要
知道這個產品的類名（或約束字串）就可以了，不用知道建立物件的艱辛過程，降低模組間的耦合。
（2）工廠方法模式的擴充套件性非常優秀。在增加產品類的情況下，只要適當地修改具體的工廠類或擴充套件一個工廠類，
就可以完成“擁抱變化”。
（3）遮蔽產品類。這一特點非常重要，產品類的實現如何變化，呼叫者都不需要關心，它只需要關心產品的介面，
只要介面保持不變，系統中的上層模組就不要發生變化。因為產品類的例項化工作是由工廠類負責的，一個產品物件
具體由哪一個產品生成是由工廠類決定的。
使用場景：
首先，工廠方法模式是new一個物件的替代品，所以在所有需要生成物件的地方都可以使用，但是需要慎重地考
慮是否要增加一個工廠類進行管理，增加程式碼的複雜度。
工廠方法模式的擴充套件：
（1）簡單工廠模式
當一個模組只需要一個工工廠類時，我們可以將抽象工廠類kill掉，然後將具體工廠類中製造產品的方法前面加static
關鍵字，則，工廠方法模式就變為了簡單工廠模式。
該模式是工廠方法模式的弱化，因為簡單，所以稱為簡單工廠模式（Simple Factory Pattern），也叫做靜態工
廠模式。在實際專案中，採用該方法的案例還是比較多的，其缺點是工廠類的擴充套件比較困難，不符合開閉原則，但它
仍然是一個非常實用的設計模式。
（2）多工廠模式
當遇到一個複雜的專案，初始化一個物件很費事的時候，我們可以使用多工廠模式，即一個工廠只生產特定的某種產
品，實現了單一職責。每一個產品類都對應了一個建立類，好處就是建立類的職責清晰，而且結構簡單，但是給可擴充套件性和可維護性帶來了一定的影響。為什麼這麼說呢？如果要擴充套件一個產品類，就需要建立一個相應的工廠類，這樣就增加了擴充套件的難度。因為工廠類和產品類的數量相同，維護時需要考慮兩個物件之間的關係。
當然，在複雜的應用中一般採用多工廠的方法，然後再增加一個協調類，避免呼叫者與各個子工廠交流，協調類
的作用是封裝子工廠類，對高層模組提供統一的訪問介面。
抽象工廠模式
抽象工廠模式是一種比較常用的模式。
其定義如下：
為建立一組相關或相互依賴的物件提供一個介面，而且無須指定它們的具體類。
通用類圖如下：
抽象工廠模式是工廠方法模式的升級版本，在有多個業務品種、業務分類時，通過抽象工廠模式產生需要的
物件是一種非常好的解決方式。我們來看看抽象工廠的通用原始碼，首先有兩個互相影響的產品線（也叫做產族），
例如製造汽車的左側門和右側門，這兩個應該是數量相等的——兩個物件之間的約束，每個型號的車門都是不
一樣的，這是產品等級結構約束的，我們先看看兩個產品族的類圖，如下所示：
注意類圖上的圈圈、框框相對應，兩個抽象的產品類可以有關係，例如共同繼承或實現一個抽象類或介面。
通用原始碼如下：
[java] view plain copy- //抽象產品類
- public abstract class AbstractProductA {
- //每個產品共有的方法
- public void shareMethod(){
- }
- //每個產品相同方法，不同實現
- public abstract void doSomething();
- }
[java] view plain copy
- public class ProductA1 extends AbstractProductA {
- public void doSomething() {
- System.out.println("產品A1的實現方法");
- }
- }
- 產品A2的實現類
- public class ProductA2 extends AbstractProductA {
- public void doSomething() {
- System.out.println("產品A2的實現方法");
- }
- }
- 抽象工廠類
- public abstract class AbstractCreator {
- //建立A產品家族
- public abstract AbstractProductA createProductA();
- //建立B產品家族
- public abstract AbstractProductB createProductB();
- }
注意：有N個產品族，在抽象工廠類中就應該有N個建立方法。
[java] view plain copy
- 產品等級1的實現類
- public class Creator1 extends AbstractCreator {
- //只生產產品等級為1的A產品
- public Abstract ProductA createProductA() {
- return new ProductA1();
- }
- //只生產產品等級為1的B產品
- public AbstractProductB createProductB() {
- return new ProductB1();
- }
- }
[java] view plain copy
- 產品等級2的實現類
- public class Creator2 extends AbstractCreator {
- //只生產產品等級為2的A產品
- public AbstractProductA createProductA() {
- return new ProductA2();
- }
- //只生產產品等級為2的B產品
- public AbstractProductB createProductB() {
- return new ProductB2();
- }
- }
場景類如下：
[java] view plain copy- public class Client {
- public static void main(String[] args) {
- //定義出兩個工廠
- Abstract Creator creator1 = new Creator1();
- Abstract Creator creator2 = new Creator2();
- //產生A1物件
- AbstractProductA a1 = creator1.createProductA();
- //產生A2物件
- AbstractProductA a2 = creator2.createProductA();
- //產生B1物件
- AbstractProductB b1 = creator1.createProductB();
- //產生B2物件
- AbstractProductB b2 = creator2.createProductB();
- /*
- * 然後在這裡就可以為所欲為了...
- */
- }
- }
抽象工廠模式的優點：
● 封裝性。
每個產品的實現類不是高層模組要關心的，它要關心的是什麼？是介面，是抽象，它不關心物件是如何創建出
來，這由誰負責呢？工廠類，只要知道工廠類是誰，我就能創建出一個需要的物件，省時省力，優秀設計就應該如
此。
● 產品族內的約束為非公開狀態。
缺點：
抽象工廠模式的最大缺點就是產品族擴充套件非常困難，為什麼這麼說呢？我們以通用程式碼為例，如果要增加一個產
品C，也就是說產品家族由原來的2個增加到3個，看看我們的程式有多大改動吧！抽象類AbstractCreator要增加一個
方法createProductC()，然後兩個實現類都要修改，想想看，這嚴重違反了開閉原則，而且我們一直說明抽象類和接
口是一個契約。改變契約，所有與契約有關係的程式碼都要修改，那麼這段程式碼叫什麼？叫“有毒程式碼”，——只要與這
段程式碼有關係，就可能產生侵害的危險！
兩種設計模式的區別：
區別在於產品，如果產品單一，最合適用工廠模式，但是如果有多個業務品種、業務分類時，通過抽象工廠模式產生需要的物件是一種非常好的解決方式。再通俗深化理解下：工廠模式針對的是一個產品等級結構 ，抽象工廠模式針對的是面向多個產品等級結構的。
工廠方法模式與抽象工廠模式對比：
工廠方法模式 |
抽象工廠模式 |
| 針對的是一個產品等級結構 | 針對的是面向多個產品等級結構 |
| 一個抽象產品類 | 多個抽象產品類 |
| 可以派生出多個具體產品類 | 每個抽象產品類可以派生出多個具體產品類 |
| 一個抽象工廠類，可以派生出多個具體工廠類 | 一個抽象工廠類，可以派生出多個具體工廠類 |
| 每個具體工廠類只能建立一個具體產品類的例項 | 每個具體工廠類可以建立多個具體產品類的例項 |