介紹

工廠模式是最常用的一類創(chuàng)建型設(shè)計模式茫打，通常我們所說的工廠模式是指工廠方法模式蛉鹿，它也是使用頻率最高的工廠模式布隔。本文描述的簡單工廠模式是工廠方法模式的“小弟”讳推，它不屬于GoF 23種設(shè)計模式汉柒，但在軟件開發(fā)中應(yīng)用也較為頻繁瘦锹，通常將它作為學(xué)習(xí)其他工廠模式的入門错沃。此外跌前，工廠方法模式還有一位“大哥”——抽象工廠模式昼蛀。這三種工廠模式各具特色宴猾，難度也逐個加大，在軟件開發(fā)中它們都得到了廣泛的應(yīng)用叼旋，成為面向?qū)ο筌浖谐Ｓ玫膭?chuàng)建對象的工具鳍置。

定義

定義一個工廠類，它可以根據(jù)參數(shù)的不同返回不同類的實例送淆，被創(chuàng)建的實例通常都具有共同的父類税产。因為在簡單工廠模式中用于創(chuàng)建實例的方法是靜態(tài)(static)方法，因此簡單工廠模式又被稱為靜態(tài)工廠方法(Static Factory Method)模式，它屬于類創(chuàng)建型模式辟拷。

如何使用

首先將需要創(chuàng)建的各種不同類似對象的相關(guān)代碼封裝到不同的類中撞羽，這些類稱為具體產(chǎn)品類，而將它們公共的代碼進(jìn)行抽象和提取后封裝在一個抽象產(chǎn)品類中衫冻，每一個具體產(chǎn)品類都是抽象產(chǎn)品類的子類诀紊；然后提供一個工廠類用于創(chuàng)建各種產(chǎn)品，在工廠類中提供一個創(chuàng)建產(chǎn)品的工廠方法隅俘，該方法可以根據(jù)所傳入的參數(shù)不同創(chuàng)建不同的具體產(chǎn)品對象邻奠；客戶端只需調(diào)用工廠類的工廠方法并傳入相應(yīng)的參數(shù)即可得到一個產(chǎn)品對象。

UML類圖

Alt 簡單工廠模式結(jié)構(gòu)圖

角色介紹

• Factory（工廠角色）：工廠角色即工廠類为居，它是簡單工廠模式的核心碌宴，負(fù)責(zé)實現(xiàn)創(chuàng)建所有產(chǎn)品實例的內(nèi)部邏輯；工廠類可以被外界直接調(diào)用蒙畴，創(chuàng)建所需的產(chǎn)品對象贰镣；在工廠類中提供了靜態(tài)的工廠方法factoryMethod()，它的返回類型為抽象產(chǎn)品類型Product膳凝。簡單工廠模式的核心是工廠類碑隆，在沒有工廠類之前，客戶端一般會使用new關(guān)鍵字來直接創(chuàng)建產(chǎn)品對象蹬音，而在引入工廠類之后上煤，客戶端可以通過工廠類來創(chuàng)建產(chǎn)品，在簡單工廠模式中著淆，工廠類提供了一個靜態(tài)工廠方法供客戶端使用楼入，根據(jù)所傳入的參數(shù)不同可以創(chuàng)建不同的產(chǎn)品對象
• Product（抽象產(chǎn)品角色）：它是工廠類所創(chuàng)建的所有對象的父類，封裝了各種產(chǎn)品對象的公有方法牧抽，它的引入將提高系統(tǒng)的靈活性，使得在工廠類中只需定義一個通用的工廠方法遥赚，因為所有創(chuàng)建的具體產(chǎn)品對象都是其子類對象扬舒。
• ConcreteProduct（具體產(chǎn)品角色）：它是簡單工廠模式的創(chuàng)建目標(biāo)，所有被創(chuàng)建的對象都充當(dāng)這個角色的某個具體類的實例凫佛。每一個具體產(chǎn)品角色都繼承了抽象產(chǎn)品角色讲坎，需要實現(xiàn)在抽象產(chǎn)品中聲明的抽象方法。

方案優(yōu)化

問題：每當(dāng)新增加一種類型的產(chǎn)品愧薛，都需要修改靜態(tài)工廠方法的參數(shù)晨炕，違法了“開閉原則”。我們可以將靜態(tài)工廠方法的參數(shù)存儲在配置文件中毫炉，使用一個工具類來讀取配置文件中的字符串參數(shù)瓮栗，如果需要更換具體圖標(biāo)對象，只需要修改配置文件，無需修改任何源代碼费奸，符合“開閉原則”弥激。

簡單工廠模式的簡化

有時候，為了簡化簡單工廠模式愿阐，我們可以將抽象產(chǎn)品類和工廠類合并微服，將靜態(tài)工廠方法移至抽象產(chǎn)品類中。

客戶端可以通過產(chǎn)品父類的靜態(tài)工廠方法缨历，根據(jù)參數(shù)的不同創(chuàng)建不同類型的產(chǎn)品子類對象以蕴。

demo代碼

//抽象圖表接口：抽象產(chǎn)品類  
interface Chart {  
    public void display();  
}  
  
//柱狀圖類：具體產(chǎn)品類  
class HistogramChart implements Chart {  
    public HistogramChart() {  
        System.out.println("創(chuàng)建柱狀圖！");  
    }  
      
    public void display() {  
        System.out.println("顯示柱狀圖辛孵！");  
    }  
}  
  
//餅狀圖類：具體產(chǎn)品類  
class PieChart implements Chart {  
    public PieChart() {  
        System.out.println("創(chuàng)建餅狀圖丛肮！");  
    }  
      
    public void display() {  
        System.out.println("顯示餅狀圖！");  
    }  
}  
  
//折線圖類：具體產(chǎn)品類  
class LineChart implements Chart {  
    public LineChart() {  
        System.out.println("創(chuàng)建折線圖觉吭！");  
    }  
      
    public void display() {  
        System.out.println("顯示折線圖腾供！");  
    }  
}  
  
//圖表工廠類：工廠類  
class ChartFactory {  
    //靜態(tài)工廠方法  
    public static Chart getChart(String type) {  
        Chart chart = null;  
        if (type.equalsIgnoreCase("histogram")) {  
            chart = new HistogramChart();  
            System.out.println("初始化設(shè)置柱狀圖！");  
        }  
        else if (type.equalsIgnoreCase("pie")) {  
            chart = new PieChart();  
            System.out.println("初始化設(shè)置餅狀圖鲜滩！");  
        }  
        else if (type.equalsIgnoreCase("line")) {  
            chart = new LineChart();  
            System.out.println("初始化設(shè)置折線圖伴鳖！");              
        }  
        return chart;  
    }  
}  

編寫客戶端測試代碼

class Client {  
    public static void main(String args[]) {  
        Chart chart;  
        chart = ChartFactory.getChart("histogram"); //通過靜態(tài)工廠方法創(chuàng)建產(chǎn)品  
        chart.display();  
    }  
}  

用配置文件優(yōu)化方案改進(jìn)
如下config.xml所示：

<?xml version="1.0"?>  
<config>  
    <chartType>histogram</chartType>  
</config>  

再通過一個工具類XMLUtil來讀取配置文件中的字符串參數(shù)，XMLUtil類的代碼如下所示：

public class XMLUtil {  
    //該方法用于從XML配置文件中提取圖表類型徙硅，并返回類型名  
    public static String getChartType() {  
        try {  
            //創(chuàng)建文檔對象  
            DocumentBuilderFactory dFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance();  
            DocumentBuilder builder = dFactory.newDocumentBuilder();  
            Document doc;                             
            doc = builder.parse(new File("config.xml"));   
          
            //獲取包含圖表類型的文本節(jié)點  
            NodeList nl = doc.getElementsByTagName("chartType");  
            Node classNode = nl.item(0).getFirstChild();  
            String chartType = classNode.getNodeValue().trim();  
            return chartType;  
        }     
        catch(Exception e) {  
            e.printStackTrace();  
            return null;  
        }  
    }  
}  

在引入了配置文件和工具類XMLUtil之后榜聂，客戶端代碼修改如下：

class Client {  
    public static void main(String args[]) {  
        Chart chart;  
        String type = XMLUtil.getChartType(); //讀取配置文件中的參數(shù)  
        chart = ChartFactory.getChart(type); //創(chuàng)建產(chǎn)品對象  
        chart.display();  
    }  
}

總結(jié)

優(yōu)點

• 工廠類包含必要的判斷邏輯，可以決定在什么時候創(chuàng)建哪一個產(chǎn)品類的實例嗓蘑，客戶端可以免除直接創(chuàng)建產(chǎn)品對象的職責(zé)须肆，而僅僅“消費”產(chǎn)品，簡單工廠模式實現(xiàn)了對象創(chuàng)建和使用的分離桩皿。
• 客戶端無須知道所創(chuàng)建的具體產(chǎn)品類的類名豌汇，只需要知道具體產(chǎn)品類所對應(yīng)的參數(shù)即可，對于一些復(fù)雜的類名泄隔，通過簡單工廠模式可以在一定程度減少使用者的記憶量拒贱。
• 通過引入配置文件，可以在不修改任何客戶端代碼的情況下更換和增加新的具體產(chǎn)品類佛嬉，在一定程度上提高了系統(tǒng)的靈活性逻澳。

缺點

• 由于工廠類集中了所有產(chǎn)品的創(chuàng)建邏輯，職責(zé)過重暖呕，一旦不能正常工作斜做，整個系統(tǒng)都要受到影響。
• 使用簡單工廠模式勢必會增加系統(tǒng)中類的個數(shù)（引入了新的工廠類）湾揽，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度和理解難度瓤逼。
• 系統(tǒng)擴展困難笼吟，一旦添加新產(chǎn)品就不得不修改工廠邏輯，在產(chǎn)品類型較多時抛姑，有可能造成工廠邏輯過于復(fù)雜赞厕，不利于系統(tǒng)的擴展和維護。
• 簡單工廠模式由于使用了靜態(tài)工廠方法定硝，造成工廠角色無法形成基于繼承的等級結(jié)構(gòu)皿桑。

適用場景

• 工廠類負(fù)責(zé)創(chuàng)建的對象比較少，由于創(chuàng)建的對象較少蔬啡，不會造成工廠方法中的業(yè)務(wù)邏輯太過復(fù)雜诲侮。
• 客戶端只知道傳入工廠類的參數(shù)，對于如何創(chuàng)建對象并不關(guān)心箱蟆。