简单工厂模式

概念

简单工厂模式属于创建型模式，又叫做静态工厂方法（Static Factory Method）。简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建哪一种产品类实例。在简单工厂模式中，可以根据参数的不同返回不同类的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式，可以理解为不同工厂模式的一个特殊实现

值得注意的是，简单工厂模式并不属于GOF设计模式之一。但是他说抽象工厂模式，工厂方法模式的基础，并且有广泛得应用

模式结构

组成

从上图中可以看出，简单工厂模式由三部分组成：具体工厂、抽象产品和具体产品：

• 工厂类（Creator）：这是本模式的核心，含有一定的商业逻辑和判断逻辑。在java中，它往往由一个具体的类实现
• 抽象产品（AbstractProduct）：它一般是具体产品继承的父类或者实现的接口。在Java中，由接口或者抽象类实现
• 具体产品（ConcreteProduct）：工厂类所创建的对象就是此角色的实例。在java中 由一个具体的类实现

实例分析

需求：有苹果类和香蕉类，他们都有get方法，通过主函数对它们进行实例化，并调用get方法

方式一：最基本的实例化

Apple.java:

public class Apple {
    /**
     * 采集苹果
     */
    public void get(){
        System.out.println("采集苹果");
        }
}

Banana.java:

public class Banana {
    /**
     * 采集香蕉
     */
    public void get(){
        System.out.println("采集香蕉");
    }
}

MainClass.java:

public class Mainclass{
    public static void main(String[] args){
        /**
         * 最基本的实例化方式
         */
        //实例化一个Apple
        Apple apple = new Apple();
        //实例化一个Banana
        Banana banana = new Banana();
        
        apple.get();
        banana.get();
    }
}

方式二：都有get方法，我们可以用多态的方式抽象出一个接口类实现

Fruit.java：

public interface Fruit {
    public void get();
}

Apple.java:

public class Apple implements Fruit{
    @Override
    //重写get方法
    public void get(){
        System.out.println("采集苹果");
    }
}

Banana.java:

public class Banana implements Fruit{
    @Override
    //重写get方法
    public void get(){
        System.out.println("采集香蕉");
    }
}

MainClass.java:

public class Mainclass{
    public static void main(String[] args){
        /**
         * 多态的实例化方式
         */
        Fruit apple = FruitFactory.getApple();
        Fruit banana = FruitFactory.getBanana();
        apple.get();
        banana.get();
    }
}

方式三：新增一个工厂类实现对象的创建和主要逻辑

FruitFactory：

public class FruitFactory {
    /**
     * 获得Apple类的实例
     */
    public static Fruit getApple(){
        return new Apple();
    }
    /**
     * 获得Banana类的实例
     */
    public static Fruit getBanana(){
        return new Banana();
    }
}

Fruit.java：不变

public interface Fruit {
    public void get();
}

Apple.java:不变

public class Apple implements Fruit{
    @Override
    //重写get方法    
    public void get(){
        System.out.println("采集苹果");
    }
}

Banana.java:不变

public class Banana implements Fruit{
    @Override
    //重写get方法
    public void get(){
        System.out.println("采集香蕉");
    }
}

MainClass.java:不变

public class Mainclass{
    public static void main(String[] args){
        /**
         * 通过工厂类的静态方法实例化
         */
        Fruit apple = FruitFactory.getApple();
        Fruit banana = FruitFactory.getBanana();
        apple.get();
        banana.get();
    }
}

方式四：优化工厂类一，调用相同的方法，通过传参的方式实例化

FruitFactory：

public class FruitFactory {
    public static Fruit getFruit(String type) throws IllegalAccessException, ClassNotFoundException, InstantiationException {
        /**
         * 对参数的判断并返回实例
         */
        if (type.equalsIgnoreCase("apple")){
            return Apple.class.newInstance();
        } else if (type.equalsIgnoreCase("banana")){
            return Banana.class.newInstance();
        } else {
            System.out.println("找不到相应的实例化类");
            return null;
        }
    }
}

Fruit.java：不变

public interface Fruit {
    public void get();
}

Apple.java:不变

public class Apple implements Fruit{
    @Override
    public void get(){
        System.out.println("采集苹果");
    }
}

Banana.java:不变

public class Banana implements Fruit{
    @Override
    public void get(){
        System.out.println("采集香蕉");
    }
}

MainClass.java:

public class Mainclass{
    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, ClassNotFoundException, InstantiationException {
        Fruit apple = FruitFactory.getFruit("apple");
        Fruit banana = FruitFactory.getFruit("banana");
        apple.get();
        banana.get();
    }
}

方式五：优化工厂类二，通过反射类名进一步优化实例化过程

FruitFactory：

public class FruitFactory {
    public static Fruit getFruit(String type) throws IllegalAccessException, ClassNotFoundException, InstantiationException {
        
        Class fruit = Class.forName(type);
        return (Fruit)fruit.newInstance();
    }
}

Fruit.java：不变

public interface Fruit {
    public void get();
}

Apple.java:不变

public class Apple implements Fruit{
    @Override
    public void get(){
        System.out.println("采集苹果");
    }
}

Banana.java:不变

public class Banana implements Fruit{
    @Override
    public void get(){
        System.out.println("采集香蕉");
    }
}

MainClass.java:

public class Mainclass{
    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, ClassNotFoundException, InstantiationException {
        Fruit apple = FruitFactory.getFruit("Apple");
        Fruit banana = FruitFactory.getFruit("Banana");
        apple.get();
        banana.get();
    }
}

优点

• 工厂类含有必要的判断逻辑，可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例，客户端可以免除直接创建产品对象的责任，而仅仅“消费”产品；简单工厂模式通过这种做法实现了对责任的分割，它提供了专门的工厂类用于创建对象
• 客户端无须知道所创建的具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的参数即可，对于一些复杂的类名，通过简单工厂模式可以减少使用者的记忆量
• 通过引入配置文件，可以在不修改任何客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类，在一定程度上提高了系统的灵活性
• 当需要引入新的产品是不需要修改客户端的代码，只需要添加相应的产品类并修改工厂类就可以了，所以说从产品的角度上简单工厂模式是符合“开-闭”原则的

缺点

• 由于工厂类集中了所有产品创建逻辑，工厂类一般被我们称作“全能类”或者“上帝类”，因为所有的产品创建他都能完成，这看似是好事，但仔细想想是有问题的。比如全国上下所有的事情都有国家主义一个人干会不会有问题，当然有！一旦不能正常工作，整个系统都要受到影响
• 使用简单工厂模式将会增加系统中类的个数，在一定程序上增加了系统的复杂度和理解难度
• 系统扩展困难，一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑，在产品类型较多时，有可能造成工厂逻辑过于复杂，不利于系统的扩展和维护。所以说从工厂的角度来说简单工厂模式是不符合“开-闭”原则的
• 简单工厂模式由于使用了静态工厂方法，造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构

适用场景

1. 工厂类负责创建的对象比较少：由于创建的对象较少，不会造成工厂方法中的业务逻辑太过复杂
2. 客户端只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象不关心：客户端既不需要关心创建细节，甚至连类名都不需要记住，只需要知道类型所对应的参数