设计模式---工厂模式、抽象工厂模式

工厂模式：
工厂模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。

介绍
意图：定义一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。

主要解决：主要解决接口选择的问题。
如何解决：让其子类实现工厂接口，返回的也是一个抽象的产品。
关键代码：创建过程在其子类执行。
优点： 1、一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。 2、扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。 3、屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。
缺点：每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。

实现
我们将创建一个 Shape 接口和实现 Shape 接口的实体类。下一步是定义工厂类 ShapeFactory。
FactoryPatternDemo，我们的演示类使用 ShapeFactory 来获取 Shape 对象。它将向 ShapeFactory 传递信息（CIRCLE / RECTANGLE / SQUARE），以便获取它所需对象的类型。

步骤 1
创建一个接口。
Shape.java

public interface Shape {
void draw();
}

步骤 2
创建实现接口的实体类。
Rectangle.java

public class Rectangle implements Shape {

@Override
public void draw() {
      System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
   }
}

Square.java

public class Square implements Shape {

@Override
public void draw() {
      System.out.println("Inside Square::draw() method.");
   }
}

Circle.java

public class Circle implements Shape {

@Override
public void draw() {
      System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
   }
}

步骤 3
创建一个工厂，生成基于给定信息的实体类的对象。
ShapeFactory.java

public class ShapeFactory {

//使用 getShape 方法获取形状类型的对象
public Shape getShape(String shapeType){
if(shapeType == null){
return null;
      }        
if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
return new Circle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
return new Rectangle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
return new Square();
      }
return null;
   }
}

步骤 4
使用该工厂，通过传递类型信息来获取实体类的对象。
FactoryPatternDemo.java

public class FactoryPatternDemo {

public static void main(String[] args) {
      ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();

//获取 Circle 的对象，并调用它的 draw 方法
      Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");

//调用 Circle 的 draw 方法
      shape1.draw();

//获取 Rectangle 的对象，并调用它的 draw 方法
      Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");

//调用 Rectangle 的 draw 方法
      shape2.draw();

//获取 Square 的对象，并调用它的 draw 方法
      Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");

//调用 Square 的 draw 方法
      shape3.draw();
   }
}

步骤 5
验证输出。

Inside Circle::draw() method.
Inside Rectangle::draw() method.
Inside Square::draw() method.

使用反射机制可以解决每次增加一个产品时，都需要增加一个对象实现工厂的缺点

public class ShapeFactory {
public static Object getClass(Class<?extends Shape> clazz) {
        Object obj = null;

try {
            obj = Class.forName(clazz.getName()).newInstance();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }

return obj;
    }
}

抽象工厂模式

抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是围绕一个超级工厂创建其他工厂。该超级工厂又称为其他工厂的工厂。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
在抽象工厂模式中，接口是负责创建一个相关对象的工厂，不需要显式指定它们的类。每个生成的工厂都能按照工厂模式提供对象。

介绍
意图：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。
主要解决：主要解决接口选择的问题。
何时使用：系统的产品有多于一个的产品族，而系统只消费其中某一族的产品。
如何解决：在一个产品族里面，定义多个产品。
关键代码：在一个工厂里聚合多个同类产品。
优点：当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。
缺点：产品族扩展非常困难，要增加一个系列的某一产品，既要在抽象的 Creator 里加代码，又要在具体的里面加代码。
使用场景： 1、QQ 换皮肤，一整套一起换。 2、生成不同操作系统的程序。

实现
我们将创建 Shape 和 Color 接口和实现这些接口的实体类。下一步是创建抽象工厂类 AbstractFactory。接着定义工厂类 ShapeFactory 和 ColorFactory，这两个工厂类都是扩展了 AbstractFactory。然后创建一个工厂创造器/生成器类 FactoryProducer。
AbstractFactoryPatternDemo，我们的演示类使用 FactoryProducer 来获取 AbstractFactory 对象。它将向 AbstractFactory 传递形状信息 Shape（CIRCLE / RECTANGLE / SQUARE），以便获取它所需对象的类型。同时它还向 AbstractFactory 传递颜色信息 Color（RED / GREEN / BLUE），以便获取它所需对象的类型。

步骤 1
为形状创建一个接口。
Shape.java

public interface Shape {
void draw();
}

步骤 2
创建实现接口的实体类。
Rectangle.java

public class Rectangle implements Shape {

@Override
public void draw() {
      System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
   }
}

Square.java

public class Square implements Shape {

@Override
public void draw() {
      System.out.println("Inside Square::draw() method.");
   }
}

Circle.java

public class Circle implements Shape {

@Override
public void draw() {
      System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
   }
}

步骤 3
为颜色创建一个接口。
Color.java

public interface Color {
void fill();
}

步骤4
创建实现接口的实体类。
Red.java

public class Red implements Color {

@Override
public void fill() {
      System.out.println("Inside Red::fill() method.");
   }
}

Green.java

public class Green implements Color {

@Override
public void fill() {
      System.out.println("Inside Green::fill() method.");
   }
}

Blue.java

public class Blue implements Color {

@Override
public void fill() {
      System.out.println("Inside Blue::fill() method.");
   }
}

步骤 5
为 Color 和 Shape 对象创建抽象类来获取工厂。
AbstractFactory.java

public abstract class AbstractFactory {
abstract Color getColor(String color);
abstract Shape getShape(String shape) ;
}

步骤 6
创建扩展了 AbstractFactory 的工厂类，基于给定的信息生成实体类的对象。
ShapeFactory.java

public class ShapeFactory extends AbstractFactory {

@Override
public Shape getShape(String shapeType){
if(shapeType == null){
return null;
      }        
if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
return new Circle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
return new Rectangle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
return new Square();
      }
return null;
   }

@Override
   Color getColor(String color) {
return null;
   }
}

ColorFactory.java

public class ColorFactory extends AbstractFactory {

@Override
public Shape getShape(String shapeType){
return null;
   }

@Override
   Color getColor(String color) {
if(color == null){
return null;
      }        
if(color.equalsIgnoreCase("RED")){
return new Red();
      } else if(color.equalsIgnoreCase("GREEN")){
return new Green();
      } else if(color.equalsIgnoreCase("BLUE")){
return new Blue();
      }
return null;
   }
}

步骤 7
创建一个工厂创造器/生成器类，通过传递形状或颜色信息来获取工厂。
FactoryProducer.java

public class FactoryProducer {
public static AbstractFactory getFactory(String choice){
if(choice.equalsIgnoreCase("SHAPE")){
return new ShapeFactory();
      } else if(choice.equalsIgnoreCase("COLOR")){
return new ColorFactory();
      }
return null;
   }
}

步骤 8
使用 FactoryProducer 来获取 AbstractFactory，通过传递类型信息来获取实体类的对象。
AbstractFactoryPatternDemo.java

public class AbstractFactoryPatternDemo {
public static void main(String[] args) {

//获取形状工厂
      AbstractFactory shapeFactory = FactoryProducer.getFactory("SHAPE");

//获取形状为 Circle 的对象
      Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");

//调用 Circle 的 draw 方法
      shape1.draw();

//获取形状为 Rectangle 的对象
      Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");

//调用 Rectangle 的 draw 方法
      shape2.draw();

//获取形状为 Square 的对象
      Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");

//调用 Square 的 draw 方法
      shape3.draw();

//获取颜色工厂
      AbstractFactory colorFactory = FactoryProducer.getFactory("COLOR");

//获取颜色为 Red 的对象
      Color color1 = colorFactory.getColor("RED");

//调用 Red 的 fill 方法
      color1.fill();

//获取颜色为 Green 的对象
      Color color2 = colorFactory.getColor("Green");

//调用 Green 的 fill 方法
      color2.fill();

//获取颜色为 Blue 的对象
      Color color3 = colorFactory.getColor("BLUE");

//调用 Blue 的 fill 方法
      color3.fill();
   }
}

步骤 9
验证输出。

Inside Circle::draw() method.
Inside Rectangle::draw() method.
Inside Square::draw() method.
Inside Red::fill() method.
Inside Green::fill() method.
Inside Blue::fill() method.