Kotlin入门第四课：简单工厂模式

Kotlin基础知识的学习，请参考之前的文章：

Kotlin入门第一课：从对比Java开始

Kotlin入门第二课：集合操作

Kotlin入门第三课：数据类型

初次尝试用Kotlin实现Android项目

学习一门语言，没有必要掌握全部特性才去实践。入门之后可以开始阅读好的开源项目代码，自己动手实现一些简单的案例，有困难再去补充学习相关的知识点，这样反复的过程效果会比较好。

最近在重新学习设计模式，正好用Kotlin来实现对应的示例代码。本文就从简单工厂模式开始。

说明：设计模式的文字性解释参考或引用了这篇文章，作者的设计模式系列文章写得挺不错，感兴趣的朋友可以移步去阅读。由于作者没有给出具体的示例代码，所以本人打算在学习的同时，利用Java和Kotlin将各个模式实现一遍（虽然网上有现成代码），写出总结。目的是学习设计模式和Kotlin语言，分享学习过程。

1. 定义

简单工厂模式(Simple Factory Pattern)：又称为静态工厂方法(Static Factory Method)模式，它属于类创建型模式。在简单工厂模式中，可以根据参数的不同返回不同类的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。

2. 结构

Factory：工厂角色，负责实现创建所有实例的内部逻辑；

Product：抽象产品角色，是所创建的所有对象的父类，负责描述所有实例所共有的公共接口；

ConcreteProduct：具体产品角色，是创建目标，所有创建的对象都充当这个角色的某个具体类的实例。

3. 代码

3.1 Java

Product：

 abstract class Product {
     abstract void print();
 }

定义了产品抽象角色，及抽象方法print。

ConcreteProductA与ConcreteProductB：

 class ConcreteProductA extends Product {
     void print() {
         System.out.println("print of ConcreteProductA");
     }
 }

 class ConcreteProductB extends Product {
     void print() {
         System.out.println("print of ConcreteProductB");
     }
 }

定义了两个具体产品角色，分别实现了print方法。

Factory：

 class Factory {
     Product createProduct(String tag) {
         Product product = null;
         switch (tag) {
             case "A":
                 product = new ConcreteProductA();
                 System.out.println("create ProductA");
                 break;
             case "B":
                 product = new ConcreteProductB();
                 System.out.println("create ProductB");
                 break;
             default:
                 break;
         }

         return product;
     }
 }

工厂角色，实现了根据传入的参数来创建产品的功能。注意，新版的Java才能将String类型作为switch参数。

SimpleFactoryPattern：

 public class SimpleFactoryPattern {
     public static void main(String[] args) {
         System.out.println("Simple Factory Pattern");

         Factory factory = new Factory();
         Product product = factory.createProduct("A");
         if (product != null) {
             product.print();
         }
         product = factory.createProduct("B");
         if (product != null) {
             product.print();
         }
         product = factory.createProduct("C");
         if (product != null) {
             product.print();
         }
     }
 }

测试用例，代码中加入了产品对象是否为null的判断，因为当用户传入错误的参数时是不能得到想要的产品的。

输出：

3.2 Kotlin

由于Kotlin和Java的实现只是代码上的不同，所以下面只会说明存在差异的地方。以后要想由Kotlin转向Java，得先从细节上慢慢积累。虽然大多知识点在前面几篇文章有讲到，但还是会提一下，温故而知新。

Product：

 abstract class Product {
     abstract fun print()
 }

方法定义添加fun关键字；语句结尾没有分号。

ConcreteProductA与ConcreteProductB：

 class ConcreteProductA : Product() {
     override fun print() {
         println("print of ConcreteProductA")
     }
 }

 class ConcreteProductB : Product() {
     override fun print() {
         println("print of ConcreteProductB")
     }
 }

类继承用分号代替extends关键字，基类名后添加括号；方法覆写添加override关键字；输出方法类似Python，没有System.out等繁琐的前缀。

Factory：

 class Factory {
     fun createProduct(tag: String): Product? {
         var product: Product? = null
         when (tag) {
             "A" -> {
                 product = ConcreteProductA()
                 println("create ProductA")
             }
             "B" -> {
                 product = ConcreteProductB()
                 println("create ProductB")
             }
             else -> {
             }
         }

         return product
     }
 }

方法参数是变量在前，类型在后，用冒号隔离；方法返回类型写在方法名定义后，用冒号分离；没有返回值则可不写类型，或者写Unit；不确定对象是否为空，声明时须加上问号；用when代替switch更简洁易用。

SimpleFactoryPattern：

 fun main(args: Array<String>) {
     println("Simple Factory Pattern")

     val factory = Factory()
     var product: Product? = factory.createProduct("A")
     if (product != null) {
         product.print()
     }
     product = factory.createProduct("B")
     if (product != null) {
         product.print()
     }
     product = factory.createProduct("C")
     if (product != null) {
         product.print()
     }
 }

主方法不需要在外面套一个public类；对象创建不用加new关键字。

输出同上。

4. 优缺点

4.1 优点

工厂类含有必要的判断逻辑，可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例，客户端可以免除直接创建产品对象的责任，而仅仅“消费”产品；简单工厂模式通过这种做法实现了对责任的分割，它提供了专门的工厂类用于创建对象；

客户端无须知道所创建的具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的参数即可，对于一些复杂的类名，通过简单工厂模式可以减少使用者的记忆量；

通过引入配置文件，可以在不修改任何客户端代码的情况下更换或增加新的具体产品类，在一定程度上提高了系统的灵活性。

4.2 缺点

由于工厂类集中了所有产品创建逻辑，一旦不能正常工作，整个系统都要受到影响；

使用简单工厂模式将会增加系统中类的个数，在一定程序上增加了系统的复杂度和理解难度；

系统扩展困难，一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑，在产品类型较多时，有可能造成工厂逻辑过于复杂，不利于系统的扩展和维护；

简单工厂模式由于使用了静态工厂方法，造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。

5. 适用场景

工厂类负责创建的对象比较少：由于创建的对象较少，不会造成工厂方法中的业务逻辑太过复杂；

客户端只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象不关心：客户端既不需要关心创建细节，甚至连类名都不需要记住，只需要知道类型所对应的参数。