【設計模式】HeadFirst設計模式（四）：工廠模式
設計模式要求我們不應該針對實現程式設計，是為了降低耦合度，提高可維護性。當程式中出現“new”的時候，就證明程式在例項化一個具體類，所以用的是實現，而不是介面。如果程式碼綁著具體的類會導致程式碼更加脆弱，缺乏彈性。比如，需要建立一“個雞蛋餅”這個物件，首先需要建立一個餅，然後建立一個雞蛋，再然後把雞蛋攤在餅上邊，然後給餅翻翻，幾分鐘後就出爐了....（有點餓）。在這種情況下，新物件的建立是一個過程，如果我們需要在這個餅上邊抹點辣椒醬，那肯定需要對類進行修改，違反了“對擴充套件開放，對修改關閉”的設計原則。這樣就出現了一個問題：
如何讓客戶直接構造出物件的例項，而不用在乎構造物件例項的具體細節？
具體實現：
首先，我們需要知道，工廠模式包含了三種：簡單工廠（靜態工廠）、工廠方法、抽象工廠。但是簡單工廠並不屬於GOF的23種設計模式
下邊會用製作Pizza的例子來對三個模式進行說明：
假設你有一個Pizza店，並且你有很多種型別的Pizza，那麼你會這樣寫程式碼：
根據引數傳入型別type的不同，例項化不同的Pizza。Pizza orderPizza(String type){ Pizza pizza; if(type.equals("chesse")){ pizza = new CheesePizza(); }else if(type.equals("greek")){ pizza = new GreekPizza(); }else if(type.equals("pepperoni")){ pizza = new PepperoniPizza(); } pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box(); return pizza; }
但是，你的競爭物件已經在選單中加入了其它流行風味Pizza：ClamPizza（蛤蜊披薩）、VeggiePizza（素食披薩）。如果你想要趕上他們你就必須在自己的選單中加入這些風味的披薩，而GreekPizza（希臘披薩）因為賣的不好所以去掉：
很明顯的，orderPizza()方法不能夠使得對修改關閉，但是我們已經知道哪些會改變，哪些不會改變，就可以使用封裝了。
一、簡單工廠模式：
要把建立Pizza的程式碼移動到另一個物件中，由這個新物件專職建立Pizza：
問題：這麼做似乎是把問題搬到另一個物件罷了？似乎沒有什麼好處？public class SimplePizzaFactory { public Pizza createPizza(String type) { Pizza pizza = null; if (type.equals("cheese")) { pizza = new CheesePizza(); } else if (type.equals("pepperoni")) { pizza = new PepperoniPizza(); } else if (type.equals("clam")) { pizza = new ClamPizza(); } else if (type.equals("veggie")) { pizza = new VeggiePizza(); } return pizza; } }
答：SimplePizzaFactory可以有許多的客戶，雖然目前僅僅只有orderPizza()方法是它的客戶，但是在以後的擴充套件過程中可能會有很多個客戶（但是如果把createPizza()這個方法放入到orderPizza()方法中的話，它只可能為orderPizza()一個服務）。所以，把建立Pizza的程式碼包裝進一個類後，當以後實現改變的話，只需要修改這個類即可。我們正需要做的就是把例項化的過程，從客戶的程式碼中刪除。
缺點：因為是靜態的，不能夠通過繼承來改變建立方法的行為。
下邊，我們把其它的類寫出來：
PizzaStore：是SimplePizzaFactory工廠類的“客戶”，PizzaStor通過工廠類取得Pizza的例項
public class PizzaStore {
SimplePizzaFactory factory;
public PizzaStore(SimplePizzaFactory factory) {
this.factory = factory;
}
public Pizza orderPizza(String type) {
Pizza pizza;
pizza = factory.createPizza(type);
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
return pizza;
}
}abstract public class Pizza {
String name;
String dough;
String sauce;
ArrayList<String> toppings = new ArrayList<String>();
public String getName() {
return name;
}
public void prepare() {
System.out.println("Preparing " + name);
}
public void bake() {
System.out.println("Baking " + name);
}
public void cut() {
System.out.println("Cutting " + name);
}
public void box() {
System.out.println("Boxing " + name);
}
public String toString() {
StringBuffer display = new StringBuffer();
display.append("---- " + name + " ----\n");
display.append(dough + "\n");
display.append(sauce + "\n");
for (int i = 0; i < toppings.size(); i++) {
display.append(toppings.get(i) + "\n");
}
return display.toString();
}
}
public class CheesePizza extends Pizza {
public CheesePizza() {
name = "Cheese Pizza";
dough = "Regular Crust";
sauce = "Marinara Pizza Sauce";
toppings.add("Fresh Mozzarella");
toppings.add("Parmesan");
}
}public class VeggiePizza extends Pizza {
public VeggiePizza() {
name = "Veggie Pizza";
dough = "Crust";
sauce = "Marinara sauce";
toppings.add("Shredded mozzarella");
toppings.add("Grated parmesan");
toppings.add("Diced onion");
toppings.add("Sliced mushrooms");
toppings.add("Sliced red pepper");
toppings.add("Sliced black olives");
}
}public class ClamPizza extends Pizza {
public ClamPizza() {
name = "Clam Pizza";
dough = "Thin crust";
sauce = "White garlic sauce";
toppings.add("Clams");
toppings.add("Grated parmesan cheese");
}
}寫一個Main類：PizzaTestDrive
public class PizzaTestDrive {
public static void main(String[] args) {
SimplePizzaFactory factory = new SimplePizzaFactory();
PizzaStore store = new PizzaStore(factory);
Pizza pizza = store.orderPizza("cheese");
System.out.println("We ordered a " + pizza.getName() + "\n");
pizza = store.orderPizza("veggie");
System.out.println("We ordered a " + pizza.getName() + "\n");
}
}
二、工廠方法模式
特點：定義了一個建立物件的介面，但由子類決定要例項化的類是哪一個。工廠方法讓類把例項化推遲到子類
現在，大家都希望能夠在自家附近加盟你開的披薩店（其實就是想用你的招牌在他們那裡開店啦）。但是，每個區域都會有差異，每家加盟店都想要提供不同風味的比薩（比方說紐約、芝加哥、加州），你想這樣做：
//紐約風味的素食Pizza
NYPizzaFactory nyFactory = new NYPizzaFactory();
PizzaStore nyStore = new PizzaStore(nyFactory);
nyStore.orderPizza("Veggie");
//芝加哥風味的素食Pizza
ChicagePizzaFactory chicagoFactory = new ChicagePizzaFactory();
PizzaStore chicagoStore = new PizzaStore(chicagoFactory);
chicagoStore.orderPizza("Veggie");有一種做法可以讓比薩製作活動侷限於PizzaStore類，而同時又能讓這些加盟店依然可以自由的製作本地區域的風味：
把createPizza()方法放回到PizzaStore中，不過要把它設定成“抽象方法”：（原本是由一個物件負責所有具體類的例項化，現在通過對PizzaStor做一些轉變，變成由一群子類來負責例項化）
宣告一個工廠類：
public abstract class PizzaStore {
//把createPizza()方法設定成抽象的，由子類做決定
abstract Pizza createPizza(String item);
public Pizza orderPizza(String type) {
Pizza pizza = createPizza(type);
System.out.println("--- Making a " + pizza.getName() + " ---");
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
return pizza;
}
}public class NYPizzaStore extends PizzaStore {
Pizza createPizza(String item) {
if (item.equals("cheese")) {
return new NYStyleCheesePizza();
} else if (item.equals("veggie")) {
return new NYStyleVeggiePizza();
} else if (item.equals("clam")) {
return new NYStyleClamPizza();
} else if (item.equals("pepperoni")) {
return new NYStylePepperoniPizza();
} else return null;
}
}public class ChicagoPizzaStore extends PizzaStore {
Pizza createPizza(String item) {
if (item.equals("cheese")) {
return new ChicagoStyleCheesePizza();
} else if (item.equals("veggie")) {
return new ChicagoStyleVeggiePizza();
} else if (item.equals("clam")) {
return new ChicagoStyleClamPizza();
} else if (item.equals("pepperoni")) {
return new ChicagoStylePepperoniPizza();
} else return null;
}
}public abstract class Pizza {
String name; //名稱
String dough; //麵糰型別
String sauce; //醬料
ArrayList<String> toppings = new ArrayList<String>(); //作料
void prepare() {
System.out.println("準備 " + name);
System.out.println("揉麵團...");
System.out.println("新增醬料...");
System.out.println("新增作料: ");
for (int i = 0; i < toppings.size(); i++) {
System.out.println(" " + toppings.get(i));
}
}
void bake() {
System.out.println("烘烤25分鐘");
}
void cut() {
System.out.println("把Pizza對角切片");
}
void box() {
System.out.println("把Pizza裝盒子");
}
public String getName() {
return name;
}
}public class NYStyleCheesePizza extends Pizza {
public NYStyleCheesePizza() {
name = "NY Style Sauce and Cheese Pizza";
dough = "Thin Crust Dough";
sauce = "Marinara Sauce";
toppings.add("Grated Reggiano Cheese");
}
}public class ChicagoStyleCheesePizza extends Pizza {
public ChicagoStyleCheesePizza() {
name = "Chicago Style Deep Dish Cheese Pizza";
dough = "Extra Thick Crust Dough";
sauce = "Plum Tomato Sauce";
toppings.add("Shredded Mozzarella Cheese");
}
//可以覆蓋cut()方法
void cut() {
System.out.println("Cutting the pizza into square slices");
}
}我們把UML類圖畫出來：
如果我們需要一個紐約風味的芝士披薩，我們應該怎麼做：
(1) 需要一個紐約比薩店：PizzaStore nyPizzaStore = new NYPizzaStore();
(2) 下訂單：nyPizzaStore.orderPizza("cheese");
(3) orderPizza()方法呼叫createPizza()方法：Pizza pizza = createPizza("cheese");
(4) 最後經過：pizza.prepare()、pizza.bake()、pizza.cut()、pizza.box()才能完成Pizza
抽象工廠（放在了下一篇）