09.简单工厂模式与工厂方法模式

道生一，一生二，二生三，三生万物。——《道德经》

最近小米新车亮相的消息可以说引起了不小的轰动，我们在感慨SU7充满土豪气息的保时捷设计的同时，也深深的被本土品牌的野心和干劲所鼓舞。
今天我们就接着这个背景，开启造车的终极幻想，尝试拆解一下工厂模式中最基础的两部分：简单工厂模式和工厂方法模式。

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一言

简单工厂模式：定义一个创建对象的类，由它来封装实例化对象的行为代码。
工厂方法模式：将对象实例化推迟到子类。

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为什么要用工厂模式

Wayne造车

如果现在有一个需求，要我们模拟一段造车的代码，你想怎么做？
首先自然是分析需求：

1. 既然我们要造车，那车的种类必然很多（油车？电车？核动力？！）
2. 造车的工序我们暂时就粗暴的认为只有准备材料、加工、组装和测试四个步骤
3. 造好了车，我们还需要通过4S店卖出去

三寸反骨

三条需求刚刚讲完，反骨仔立马站了起来：“这也太简单了！我来！”
于是他这样实现了需求：
首先他清醒的将车做成了抽象:

代码实现（反例）

public abstract class Car {
    protected String name;//名字
    //准备原材料，不同的汽车材料不同，所以做成抽象方法
    public abstract void prepare();
    public void process(){//加工
        System.out.println(name+" processing");
    }
    public void assemble(){//组装
     System.out.println(name+" assemble");
    }
    public void check(){//测试
        System.out.println(name+" check");
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

然后是车具体的实现：

public class OilCar extends Car{
    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("准备优秀的内燃机");
    }
}

public class EleCar extends Car{
    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("准备优秀耐用的电池");
    }
}

最后是4S店

public class FourS {
    //构造器
    public FourS() {
        Car car = null;
        String orderType;
        do {
            orderType=getType();
            System.out.println("==============================");
           if (orderType.equals("ele")){
               car = new EleCar();
               car.setName("新能源汽车");
           }else if (orderType.equals("oil")){
               car = new OilCar();
               car.setName("燃机汽车");
           }else {
               break;
           }
            car.prepare();
            car.process();
            car.assemble();
            car.check();
        }while (true);
    }

    private String getType(){
        try {
            BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("==============================");
            System.out.println("input car type");
            String str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "";
    }
}

不得不说，反骨仔确实有所成长，不再是那个100%的毛躁汉子了，但是这种设计是否存在问题？
我们先看下运行的结果：

业务的实现自然是没有问题的，实现过程也非常容易理解，然后一切的一切发展的都很顺利，我们的车一经上市就大受欢迎，在各方面都是遥遥领先。于是我们决定，扩展业务，“多开几家4S店，再狠狠的赚他一笔，初步预估先开1000家店吧，靓仔啊，你去把这个事情落实一下。奥，对了，你们这个项目现在发展前景非常好，我们已经在和奔驰、宝马、宾利、法拉利等老牌的汽车公司展开了深度合作，以后可能还要把他们的品牌融合到我们的产品中…”。
反骨仔看着自己的代码，汗流浃背了。
可能有的同学已经看到了问题的关键：

这种设计从根本上违反了OCP原则，每一次小的扩展就会更改大量代码。
有的同学可能会说，我ctrl CV 大法包治百病，那如果我们后面真的在核动力汽车领域有了突破，这部分扩展的代码是不是要改一千多次？
所以说，修改代码并非不可接受，但是如果我们在其它地方也有创建Car，就意味着这些地方都要修改，而创建Car的地方往往有很多处。

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基于简单工厂模式的优化

思路分析

好了，我们已经发现了问题下一步就是如何解决这个问题了。
在思路上，我们可以尝试把创建Car对象封装在一个类中，这样我们有新的Car种类时，只需要修改该类即可，其它创建Car对象的代码就不需要修改了。这其实就是简单工厂模式的基本思路。

核心代码

public class FourS1 {
    Car car = null;
   
    public FourS1(){
        setFactory();
    }
    
    public void setFactory(){
        String orderType="";
        do{
            orderType = getType();
            System.out.println("==============================");
            car = SimpleFactory.createCar(orderType);

            if (car!=null){
                car.prepare();
                car.process();
                car.assemble();
                car.check();
            }else {
                System.out.println("订购汽车失败");
                break;
            }
        }while (true);
    }

    //可以获取客户希望订购的披萨种类
    private String getType(){
        try {
            BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("==============================");
            System.out.println("input pizza type");
            String str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "";
    }
}

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结束了吗

当然没有，我们看似通过简单方法模式解决了大部分的核心问题，但是却忽略了“最新消息”里最致命的那句：“奥，对了，你们这个项目现在发展前景非常好，我们已经在和奔驰、宝马、宾利、法拉利等老牌的汽车公司展开了深度合作，以后可能还要把他们的品牌融合到我们的产品中…”
也就是说，我们后续要求的输出是奔驰的燃机汽车、宝马的燃机汽车、宝马的新能源汽车、奔驰的核动力汽车…
反观简单工厂模式，是否有实力接得住这一波需求？
其实硬要接也不是接不住，无非是多几个SimpleFactory。但是实际操作起来必然很难维护。严格意义上讲，采用简单工厂模式硬接这种需求实际上也是违反OCP原则的。

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基于工厂方法模式的优化

思路分析

当与各大品牌合作之后，造车过程似乎变得复杂了起来。首先奔驰和宝马是想和我们合作，而他们之间并没有展开合作，这意味着我们要为他们定制不同的4S店和造车工厂。

核心代码

public abstract class AbsFourS {
    public abstract Car createPizza(String orderType);

    public AbsFourS() {
        Car car = null;
        String orderType;
        do {
            orderType=getType();
            System.out.println("==============================");

            car=createPizza(orderType);

            car.prepare();
            car.process();
            car.assemble();
            car.check();
        }while (true);
    }

    private String getType(){
        try {
            BufferedReader strin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("==============================");
            System.out.println("input car type");
            String str = strin.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "";
    }
}

public class BenzWayne4s extends AbsFourS {
    @Override
    public Car createPizza(String orderType) {
        Car car = null;
        if(orderType.equals("ele")){
            car = new BenzEleCar();
            car.setName("奔驰与Wayne联名推出的新能源汽车");
        }else if (orderType.equals("oil")){
            car = new BenzOilCar();
            car.setName("奔驰与Wayne联名推出的内燃机汽车");
        }
        return car;
    }
}

public class BmwWayne4s extends AbsFourS {
    @Override
    public Car createPizza(String orderType) {
        Car car = null;
        if(orderType.equals("ele")){
            car = new BMWEleCar();
            car.setName("宝马与Wayne联名推出的新能源汽车");
        }else if (orderType.equals("oil")){
            car = new BMWEleCar();
            car.setName("宝马与Wayne联名推出的内燃机汽车");
        }
        return car;
    }
}

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测试结果

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结

我们在前面用了大量的篇幅介绍了简单工厂模式和工厂方法模式。记得我在上一篇介绍建造者模式时，卖了个关子，就是关于建造者模式和抽象工厂模式的区别。
抽象工厂模式可以将简单工厂模式和工厂方法模式的优势整合起来，它的理念是基于简单工厂模式和工厂方法模式的，这也正是我花了大量篇幅介绍它们的原因。
抽象工厂模式实现对产品家族的创建，一个产品家族是具有不同分类维度的产品组合，采用抽象工厂模式不需要关心构建过程，只关心什么产品由什么工厂生产即可。而建造者模式则是要求按照指定的蓝图建造产品，它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品。
也就是说：
? 建造者模式比较关注 产品的 “组装过程”；
? 抽象工厂模式只关注什么工厂生产了什么产品；
这一点，在我下周继续拆解抽象工厂模式之后，我们可以一起再来体会一下。

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关注我，共同进步，每周至少一更。——Wayne