Java设计模式系列（2）：工厂模式

前言

正常情况下，我们如果有PhoneStore类，其中需要有orderPhone(String type)方法，为用户提供不同的Phone。此时代码耦合十分严重，如果我们要更换或增加对象，都需要改new对象的地方。我们其实可以使用工厂类来生成对象，PhoneStore只需要和工厂打交道即可，实现最终目的：解耦

原文地址：https://xuedongyun.cn/post/33663/

简单工厂模式

简单工厂包含：

• 抽象产品（Phone）
• 具体产品（XiaomiPhone，HuaweiPhone）
• 具体工厂（PhoneFactory）

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public class PhoneFactory {
	
    // 这里方法也可以设置为static，即“静态工厂模式”
    public Phone createPhone(String type) {
        Phone phone = null;
        if (type.equals("xiaomi")) {
            phone = new XiaomiPhone();
        } else if (type.equals("huawei")) {
            phone = new HuaweiPhone();
        }
        return phone;
    }
}

此时，PhoneStore需要手机时，只需要从PhoneFactory中获取即可

问题：要增加新的手机，就需要修改PhoneFactory的代码，违背开闭原则

工厂方法模式

工厂方法模式包含：

• 抽象产品（Phone）
• 具体产品（XiaomiPhone，HuaweiPhone）
• 抽象工厂（PhoneFactory）
• 具体工厂（XiaomiPhoneFactory，HuaweiPhoneFactory）

抽象工厂

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public interface PhoneFactory {
    
    Phone createPhone();
}

具体工厂

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public class XiaomiPhoneFactory implement PhoneFactory {
	
    public Phone createPhone() {
        return new XiaomiPhoneFactory();
    } 
}

PhoneStore中具体使用

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public class PhoneStore {

    private PhoneFactory factory;

    public PhoneStore(PhoneFactory factory) {
        this.factory = factory;
    }

    public Phone orderPhone() {
        Phone phone = factory.createPhone();
        return phone;
    }
}

此时，当增加手机时，无需修改PhoneFactory，只需要增加新的接口实现类即可

问题：每增加一种手机，就要创建一个新的对应工厂类，增加了系统复杂度

抽象工厂模式

• 工厂方法模式：只能生产一个级别的产品

• 抽象工厂模式：生产多个级别的产品

现在工厂可以生产同一产品族的产品，比如手机和电脑。小米和华为都会生产自己的手机和电脑。现在关系如图：

classDiagram

class XiaomiFactory {
    + createPhone(): Phone
    + createComputer(): Computer
}

class HuaweiFactory {
    + createPhone(): Phone
    + createComputer(): Computer
}
    
Phone <|-- XiaomiPhone
Phone <|-- HuaweiPhone

Computer <|-- XiaomiComputer
Computer <|-- HuaweiComputer

XiaomiPhone <.. XiaomiFactory
XiaomiComputer <.. XiaomiFactory

HuaweiPhone <.. HuaweiFactory
HuaweiComputer <.. HuaweiFactory

XiaomiFactory ..|> DeviceFacotry
HuaweiFactory ..|> DeviceFacotry

抽象工厂

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public interface DeviceFactory {
    
    Phone createPhone();
    
    Computer createComputer();
}

具体工厂

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public class xiaomiFactory implement DeviceFactory {
    
    public Phone createPhone() {
		return new XiaomiPhone();
    }
    
    public Computer createComputer() {
        return new XiaomiComputer();
    }
}

现在，当一个产品族种的多个对象被设计成一起工作时，能保证客户端只使用同一个产品族种的对象

问题：产品族中需要增加新的产品时，所有工厂类都需要修改

JDK源码-Collection.iterator方法

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ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);

Iterator<Integer> it = list.iterator();

while (it.hasNext()) {
    System.out.println("it.next() = " + it.next());
}

获取迭代器时，使用了工厂方法模式，类图如下

classDiagram
class Iterator {
    <>
}
class Collection {
    <>
    + iterator(): Iterator
}
class ArrayList {
    + iterator(): Iterator
}

Collection <|.. ArrayList
Iterator <|.. ArrayList_Itr
Iterator <.. Collection
ArrayList_Itr <.. ArrayList

Factory <|.. EntityFactory
Product <|.. EntityProduct
Product <.. Factory
EntityProduct <.. EntityFactory

抽象产品：Iterator

具体产品：ArrayList.Itr

抽象工厂：Collection

具体工厂：ArrayList