3、设计模式之工厂模式1（Factory）

工厂模式是什么？
工厂模式是一种创建者模式，用于封装和管理对象的创建，屏蔽了大量的创建细节，根据抽象程度不同，主要分为简单工厂模式、工厂方法模式以及抽象工厂模式。

简单工厂模式
看一个具体的需求
看一个披萨的项目：要便于披萨种类的扩展，要便于维护

披萨的种类很多(比如 GreekPizz、CheesePizz 等)
披萨的制作有 prepare，bake, cut, box
完成披萨店订购功能

使用传统的方式来完成

步骤一：创建一个Pizza抽象类

public abstract class Pizza {
protected String name;
public abstract void prepare();
public void bake() {
System.out.println(name + " baking;");
}
public void cut() {
System.out.println(name + " cutting;");
}
public void box() {
System.out.println(name + " boxing;");
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}}

步骤二：创建两个披萨类

public class CheesePizza extends Pizza {
@Override
public void prepare() {
// TODO Auto-generated method stub
setName("奶酪pizza");
System.out.println(name + " preparing;");
}}

public class GreekPizza extends Pizza {
@Override
public void prepare() {
setName("GreekPizza");
System.out.println(name + " preparing;");
}}

步骤三：制定订购披萨类

public class OrderPizza {
    public OrderPizza() {
        Pizza pizza = null;
        do {
            String pizzaType = getType();
            if ("cheese".equalsIgnoreCase(pizzaType)) {
                 pizza = new CheesePizza();
                 pizza.setName("cheese");
            } else if ("beef".equalsIgnoreCase(pizzaType)) {
                pizza = new BeefPizza();
                pizza.setName("beef");
            } else {
                break;
            }
            pizza.prepare();
            pizza.bake();
            pizza.cut();
            pizza.box();
        } while (true);
    }
    // 写一个方法，可以获取希望订购的披萨种类
    private String getType() {
        try {
            BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("input pizza 种类:");
            String str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}

分析：慢慢看代码，可以明白，订购披萨的逻辑代码写在了该类的构造器中，getType()方法是用来获取希望订购的披萨种类。但是，如果我们需要添加新的披萨，就需要从这个类中继续添加相应的逻辑语句，从而修改了订购披萨的这个类，就违反了OCP原则

步骤四：创建运行类

 public class PizzaStore {
    public static void main(String[] args) {
       new OrderPizza();
    }
}

运行结果：
在这里插入图片描述
优缺点分析
优点：比较好理解，简单易操作
缺点：违反了设计模式的ocp原则，即对扩展开放，对修改关闭。即当我们给类增加新功能的时候，尽量不修改代码，或者尽可能少修改代码

使用简单工厂

基本介绍
简单工厂模式是属于创建型模式，是工厂模式的一种。简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式
简单工厂模式定义了一个创建对象的类，由这个类来封装实例化对象的行为(代码)
在软件开发中，当我们会用到大量的创建某种、某类或者某批对象时，就会使用到工厂模式

步骤一：创建简单工厂


public class SimpleFactory {
    public static Pizza createPizza2(String orderType) {
        Pizza pizza = null;
        if ("beef".equalsIgnoreCase(orderType)) {
            pizza = new BeefPizza();
            pizza.setName(" beef ");
        } else if ("cheese".equalsIgnoreCase(orderType)) {
            pizza = new CheesePizza();
            pizza.setName("cheese");
        }
        return pizza;
    }
}

分析：简单工厂又叫做静态工厂，我们写一个静态方法，可以方便后面代码的调用，这里用到的类，跟用传统方法用到的类一样，没有改变

步骤二：制定订购披萨类

public class OrderPizza2 {
    public OrderPizza2() {
        do {
            String orderType = getType();
            Pizza pizza = SimpleFactory.createPizza2(orderType);
            if (pizza != null) {
                pizza.prepare();
                pizza.bake();
                pizza.cut();
                pizza.box();
            } else {
                System.out.println(" 订购披萨失败 ");
                break;
            }
        } while (true);
    }
    private String getType() {
        try {
            BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("input pizza 种类:");
            String str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}

分析：该类的构造器中用到了简单工厂类SimpleFactory，这样，我们就不需要在订购披萨这一行为中去写增加新的披萨的代码了，而是从工厂中写添加新的披萨的代码，就不用再改动这个类。

运行结果：
在这里插入图片描述
优点分析
使用简单工厂模式来创建对象，更加的方便灵活，不需要修改订购披萨的逻辑

使用工厂方法
新的需求
客户在点披萨时，可以点不同口味的披萨，比如北京的奶酪pizza、北京的胡椒pizza 或者是伦敦的奶酪pizza、伦敦的胡椒pizza

基本介绍
工厂方法模式设计方案：将披萨项目的实例化功能抽象成抽象方法，在不同的口味点餐子类中具体实现。
工厂方法模式：定义了一个创建对象的抽象方法，由子类决定要实例化的类。工厂方法模式将对象的实例化推迟到子类。
步骤概括
步骤一：创建四个披萨类

public class BJCheesePizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("北京的奶酪pizza");
        System.out.println("北京的奶酪pizza 准备原材料");
    }
}

分析： Pizza类跟上面的代码一样，我就没有再次写了。此类是用来创建北京的奶酪口味的披萨

public class BJPepperPizza extends Pizza{
    @Override
    public void prepare() {
        setName("北京的胡椒pizza");
        System.out.println("北京的胡椒pizza 准备原材料");
    }
}

分析：此类是用来创建北京的辣椒口味的披萨

public class LDCheesePizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("伦敦的奶酪pizza");
        System.out.println("伦敦的奶酪pizza 准备原材料");
    }
}

分析：此类是用来创建伦敦的奶酪口味的披萨

public class LDPepperPizza extends Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        setName("伦敦的胡椒pizza");
        System.out.println("伦敦的胡椒pizza 准备原材料");
    }
}

分析：此类是用来创建伦敦的辣椒口味的披萨

步骤二：创建订购披萨抽象类

public abstract class OrderPizza {
    abstract Pizza createPizza(String orderType);
    public OrderPizza() {
        do {
            String orderType = getType();
            Pizza pizza = createPizza(orderType); //抽象方法，由工厂子类完成
            if (pizza == null){
                System.out.println("订购披萨失败");
                break;
            }
            pizza.prepare();
            pizza.bake();
            pizza.cut();
            pizza.box();
        } while (true);
    }
    private String getType() {
        try {
            BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("input pizza 种类:");
            String str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}

分析：此类中定义一个抽象方法createPizza(), 让各个工厂子类自己实现，构造器中写订购披萨的代码逻辑；getType()方法跟原来的没有区别。

public class BJOrderPizza extends OrderPizza {
    @Override
    Pizza createPizza(String orderType) {
        Pizza pizza = null;
        if(orderType.equals("cheese")) {
            pizza = new BJCheesePizza();
        } else if (orderType.equals("pepper")) {
            pizza = new BJPepperPizza();
        }
        return pizza;
    }
}

分析：此类用来继承OrderPizza类，成为北京地区的订购披萨分销商

public class LDOrderPizza extends OrderPizza {
    @Override
    Pizza createPizza(String orderType) {
        Pizza pizza = null;
        if(orderType.equals("cheese")) {
            pizza = new LDCheesePizza();
        } else if (orderType.equals("pepper")) {
            pizza = new LDPepperPizza();
        }
        return pizza;
    }
}

分析：此类也用来继承OrderPizza类，成为伦敦地区的订购披萨分销商

步骤三：创建运行类

public class PizzaStore {
    public static void main(String[] args) {
        String loc = "beijing";
        if (loc.equals("beijing")) {
            new BJOrderPizza();
        } else {
            new LDOrderPizza();
        }
    }
}

分析：假设就是买北京地区的披萨

运行结果：
在这里插入图片描述
使用抽象工厂
基本介绍
抽象工厂模式定义了一个interface用于创建相关或有依赖关系的对象簇，而无需指明具体的类
抽象工厂模式可以将简单工厂模式和工厂方法模式进行整合
从设计层面看，抽象工厂模式就是对简单工厂模式的改进(或者称为进一步的抽象)
将工厂抽象成两层，AbsFactory(抽象工厂) 和具体实现的工厂子类。程序员可以根据创建对象类型使用对应的工厂子类。这样将单个的简单工厂类变成了工厂簇，更利于代码的维护和扩展。
步骤一：创建总工厂接口

public interface AbsFactory {
    public Pizza createPizza(String orderType);
}

分析：此类是用来让下面的工厂子类来具体实现

步骤二：创建分工厂

public class BJFactory implements AbsFactory {
    @Override
    public Pizza createPizza(String orderType) {
        Pizza pizza = null;
        if(orderType.equals("cheese")) {
            pizza = new BJCheesePizza();
        } else if (orderType.equals("pepper")){
            pizza = new BJPepperPizza();
        }
        return pizza;
    }
}

分析：这是工厂子类，用来制作北京的披萨

public class LDFactory implements AbsFactory {
    @Override
    public Pizza createPizza(String orderType) {
        Pizza pizza = null;
        if (orderType.equals("cheese")) {
            pizza = new LDCheesePizza();
        } else if (orderType.equals("pepper")) {
            pizza = new LDPepperPizza();
        }
        return pizza;
    }
}

分析：这是工厂子类，用来制作伦敦的披萨

步骤三：创建订购类

public class OrderPizza {
    private AbsFactory factory;
    public OrderPizza(AbsFactory factory) {
        setFactory(factory);
    }
    private void setFactory(AbsFactory factory) {
        do {
            this.factory = factory;
            String orderType = getType();
            // factory 可能是北京的工厂子类，也可能是伦敦的工厂子类
            Pizza pizza = factory.createPizza(orderType);
            if (pizza == null) { 
                System.out.println("订购失败");
                break;
            }
            pizza.prepare();
            pizza.bake();
            pizza.cut();
            pizza.box();
        } while (true);
    }   
    private String getType() {
        try {
            BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("input pizza 种类:");
            String str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}

步骤四：创建运行类

public class PizzaStore {
    public static void main(String[] args) {
        new OrderPizza(new LDFactory());
    }
}

分析：假设买的是伦敦地区的披萨

运行结果：
在这里插入图片描述

总结
1、工厂模式的意义：

将实例化对象的代码提取出来，放到一个类中统一管理和维护，达到和主项目的依赖关系的解耦。从而提高项目的扩展和维护性。
2、三种工厂模式 (简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式)

3、设计模式的依赖抽象原则

创建对象实例时，不要直接 new 类, 而是把这个new 类的动作放在一个工厂的方法中，并返回
不要让类继承具体类，而是继承抽象类或者是实现interface(接口)
不要覆盖基类中已经实现的方法。

3、设计模式之工厂模式1（Factory）

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