Java設計模式之二 ----- 工廠模式
在上一篇中我們學習了單例模式，介紹了單例模式建立的幾種方法以及最優的方法。本篇則介紹設計模式中的工廠模式，主要分為簡單工廠模式、工廠方法和抽象工廠模式。
簡單工廠模式
簡單工廠模式是屬於建立型模式，又叫做靜態工廠方法模式。簡單工廠模式是由一個工廠物件決定創建出哪一種產品類的例項。呼叫只需要告訴工廠類所需要的型別，工廠類就會返回需要的產品類工廠的子類。 可以說是工廠模式中最簡單的一種。
打個比方，我們在電腦經常玩遊戲，我們只需要告訴電腦我們要玩什麼遊戲，電腦就會開啟這個遊戲，我們並不需要關心遊戲是怎麼運作的。
我們可以在以下的程式碼中進行相應的說明。
我們首先建立一個遊戲總類介面，包含一個玩遊戲的方法； 然後再由各自的遊戲類繼承該類並實現該類的方法，最後在建立一個工程類根據不同的遊戲進行建立物件。
簡單工廠模式，就是建立一個工廠類，對實現了同一介面的一些類進行例項的建立。首先看下關係圖：
那麼實現的程式碼如下：
程式碼示例：
private static final String MAIL="MAIL";
private static final String SMS="SMS"; public static void main(String[] args) { Sender send1= SenderFactory.produce(MAIL); Sender send2= SenderFactory.produce(SMS); send1.play(); send2.play(); } } interface Sender{ void Send(); } class MailSender implements Sender{ @Override public void send() { System.out.println("this is mail sender!"); } } class SmsSender implements Sender{ @Override public void send() { System.out.println("this is sms sender!"); } } class SendFactory{ private static final String MAIL="MAIL"; private static final String SMS="SMS"; public static Sender produce(String type){ if(MAIL.equalsIgnoreCase(type)){ return new MailSender(); }else if(SMS.equalsIgnoreCase(type)){ return new SmsSender(); } return null; }
輸出結果：
thisis mail sender!
this is sms sender!
我們在使用簡單工廠模式進行實現該功能之後，會發現我們將遊戲類的例項化放到了工廠類中實現，隱藏了物件建立的細節，並且不需要知道是怎麼玩的，只需要知道呼叫該工廠類就行了。而且方便切換，因為只需更改工廠類傳遞的型別值就行了。
但是我們也發現一個問題，如果我們需要新增一個遊戲類，那麼需要新定義一個介面，然後還要在工廠類中新增一個判斷分支，如果少量的話還好，但是大量的話就比較麻煩了，並且這也違背了開放-封閉原則。
工廠方法模式
工廠方法模式是 Java 中最常用的設計模式之一，屬於建立型模式。定義一個建立物件的介面，讓其子類自己決定例項化哪一個工廠類，工廠模式使其建立過程延遲到子類進行。
在簡單工廠模式中，我們發現在新增子類的時候，相應的也需要在工廠類中新增一個判斷分支，是違背了開放-封閉原則的。而工廠方法模式就是主要解決這個問題的。
這裡還是用上述的玩遊戲示例，只不過這裡每個遊戲都是由各自的遊戲工廠類實現。主要區別就是由一個 工廠類變成了多個了，降低了耦合度。如果新增一個遊戲類，相應的也只需在新增一個工廠類而已， 並且完美的遵循了開放-封閉原則。
工廠方法模式，是對普通工廠方法模式的改進，在普通工廠方法模式中，如果傳遞的字串出錯，則不能正確建立物件，而多個工廠方法模式是提供多個工廠方法，分別建立物件。關係圖：
將上述程式碼更改之後，相應的程式碼實現如下：
程式碼示例：
private static final String LOL="LOL";
private static final String DNF="DNF"; private static final String WOW="WOW"; public static void main(String[] args) { Game game3=new LOLFactory().playGame(); Game game4=new DNFFactory().playGame(); Game game5=new WOWFactory().playGame(); game3.play(); game4.play(); game5.play(); } interface Game{ void play(); } class LOL implements Game{ @Override public void play() { System.out.println("正在玩LOL..."); } } class DNF implements Game{ @Override public void play() { System.out.println("正在玩DNF..."); } } class WOW implements Game{ @Override public void play() { System.out.println("正在玩WOW..."); } } interface ComputerFactory2{ Game playGame(String game); } class LOLFactory implements ComputerFactory2{ @Override public Game playGame() { return new LOL(); } } class DNFFactory implements ComputerFactory2{ @Override public Game playGame() { return new DNF(); } } class WOWFactory implements ComputerFactory2{ @Override public Game playGame() { return new WOW(); } }輸出結果：
正在玩LOL...
正在玩DNF...
正在玩WOW...可以看到使用工廠方法模式之後，我們的程式碼更加清晰了，擴充套件性也變高了，如果想增加一個產品，只要擴充套件一個工廠類就可以。但是隨之而來的是在系統中增加了複雜度，每增加一個產品時，都需要增加一個具體類和物件實現工廠類。
所以在是否使用該模式需注意。
使用該模式比較經典的使用案例是大名鼎鼎的hibernate框架在選擇資料庫方言這塊。但是如果直接簡單的new一個物件的話，則不必使用了，若使用反而會增加系統的複雜度。
抽象工廠模式
抽象工廠模式是圍繞一個超級工廠建立其他工廠。該超級工廠又稱為其他工廠的工廠。這種型別的設計模式屬於建立型模式，它提供了一種建立物件的最佳方式。也就是提供一個建立一系列相關或相互依賴物件的介面，而無需指定它們具體的類。
抽象工廠模式相比工廠方法模式來說更加複雜，也更難理解，但是更容易擴充套件。
抽象工廠模式就將同一類的產品子類歸為一類，讓他們繼承同一個抽象子類，然後把它們當作一組，然後再把多個組組成一個族。
打個比方，還是上述的玩遊戲，我們可以把LOL和WOW當作PVP型別的遊戲，也可以把DNF和WOW當作PVE型別的遊戲。
我們先看看圖，然後就和程式碼，就比較容易理解。
那麼相應更改的程式碼如下：
程式碼示例：
private static final String LOL="LOL";
private static final String DNF="DNF"; private static final String WOW="WOW"; public static void main(String[] args) { ComputerFactory3 cf3=new PVPFactory(); cf3.playGame().play(); cf3.playGame2().play(); ComputerFactory3 cf4=new PVEFactory(); cf4.playGame().play(); cf4.playGame2().play(); } } interface Game{ void play(); } class LOL implements Game{ @Override public void play() { System.out.println("正在玩LOL..."); } } class DNF implements Game{ @Override public void play() { System.out.println("正在玩DNF..."); } } class WOW implements Game{ @Override public void play() { System.out.println("正在玩WOW..."); } } interface ComputerFactory3{ Game playGame(); Game playGame2(); } class PVPFactory implements ComputerFactory3{ @Override public Game playGame() { return new LOL(); } @Override public Game playGame2() { return new WOW(); } } class PVEFactory implements ComputerFactory3{ @Override public Game playGame() { return new DNF(); } @Override public Game playGame2() { return new WOW(); } }輸出結果：
正在玩LOL...
正在玩WOW...
正在玩DNF...
正在玩WOW...在抽象工廠模式中，可以在不需要知道產品是怎麼樣的，只需知道是哪個工廠類就行了。我們也可以根據子類的共同的特性而將它們設計在一起，組成一個相同型別組，可以很方便的直接呼叫。但是相對的，產品族比較難以擴充套件，增加一個產品，需要增加相應的介面和實現類。例如某個品牌的手機，有不同系列，每個系列有不同的型號，如果只是增加型號的話，比較容易，但是相對的，增加某個系列就比較麻煩了。
所以我們在使用抽象工廠模式，也需要相應的結合實際場景來使用。