工厂方法模式

工厂方法模式Factory Method，又称多态性工厂模式。在工厂方法模式中，核心的工厂类不再负责所有的产品的创建，而是将具体创建的工作交给子类去做。该核心类成为一个抽象工厂角色，仅负责给出具体工厂子类必须实现的接口，而不接触哪一个产品类应当被实例化这种细节。

 

意图
定义一个用户创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类，工厂方法模式使一个类的实例化延迟到其子类。

参与者
抽象产品角色（Product）：定义产品的接口
具体产品角色（ConcreteProduct） ：实现接口Product的具体产品类
抽象工厂角色（Creator） ：声明工厂方法（FactoryMethod），返回一个产品
真实的工厂（ConcreteCreator）：实现FactoryMethod工厂方法，由客户调用，返回一个产品的实例

工厂方法模式UML图

同样拿吃水果的例子，如果使用简单工厂模式

public  class Apple implements Fruit {
    public  void eat(){
        System.out.println("吃苹果");
    }
}

public  class Banana implements Fruit {
    public  void eat(){
        System.out.println("吃香蕉");
    }
}

public class FruitFactory {

    public static Fruit getFruit(String type) {
        if (type.equalsIgnoreCase("apple")) {
            return new Apple();
        } else if (type.equalsIgnoreCase("banana")) {
            return new Banana();
        } else {
            System.out.println("找不到该水果");
            return null;
        }
    }
}

如果我们新加了一个水果 梨子 ，那么我们就要新创建一个Pear类

public class Pear implements Fruit{
    public void eat(){
        System.out.println("吃梨");
    }
}

 在工厂类中应该加入创建梨子的实例的判断

public class FruitFactory {

    public static Fruit getFruit(String type) {
        if (type.equalsIgnoreCase("apple")) {
            return new Apple();
        } else if (type.equalsIgnoreCase("banana")) {
            return new Banana();
        } else if(type.equalsIgnoreCase("pear")){
            return new Pear();
        } else {
            System.out.println("找不到该水果");
            return null;
        }
    }
}

    public static void main(String[] args) {
        Fruit apple = FruitFactory.getFruit("apple");
        Fruit banana = FruitFactory.getFruit("banana");
        Fruit pear = FruitFactory.getFruit("pear");
        apple.eat();
        banana.eat();
        pear.eat();
    }

运行结果

吃苹果
吃香蕉
吃梨

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添加一个产品，需要修改工厂类的源码，这样就不符合开放封闭原则，那么我们使用简单工厂模式

 

public interface FruitFactory {

    Fruit getFruit();

}

public class AppleFactory implements FruitFactory {
    @Override
    public Fruit getFruit() {
        return new Apple();
    }
}

public class BananaFactory implements FruitFactory {
    @Override
    public Fruit getFruit() {
        return new Banana();
    }
}

 想要扩展，只需要新建一个对应的Factory去实现FruitFactory就可以了

public class PearFactory implements FruitFactory {
    @Override
    public Fruit getFruit() {
        return new Pear();
    }
}

 

    public static void main(String[] args) {
      FruitFactory appleFactory = new AppleFactory();
      Fruit apple = appleFactory.getFruit();
      apple.eat();

      FruitFactory bananaFactory = new BananaFactory();
      Fruit banana = bananaFactory.getFruit();
      banana.eat();

      PearFactory pearFactory = new PearFactory();
      Fruit pear = pearFactory.getFruit();
      pear.eat();
    }

运行结果：

吃苹果
吃香蕉
吃梨

 

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工厂方法模式与简单工厂模式比较

工厂方法的核心是一个抽象工厂类，而简单工厂模式吧核心刚在一个具体类上

工厂方法模式具体工厂类都有一个共同的接口或者有共同的抽象类

当系统扩展需要添加新的产品对象时，仅仅需要添加一个具体的对象一级一个具体工厂对象，原有的工厂对象不需要进行任何修改，很好的符合开放封闭原则，而简单工厂模式在添加新产品对象后不得不修改工厂方法，扩展性不好

工厂方法模式的优点
在工厂方法模式中，工厂方法用来创建客户所需要的产品，同时还向客户隐藏了哪种具体产品类将被实例化这一细节，用户只需要关心所需产品对应的工厂，无须关心创建细节，甚至无须知道具体产品类的类名。
基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键。它能够使工厂可以自主确定创建何种产品对象，而如何创建这个对象的细节则完全封装在具体工厂内部。工厂方法模式之所以又被称为多态工厂模式，是因为所有的具体工厂类都具有同一抽象父类。
使用工厂方法模式的另一个优点是在系统中加入新产品时，无须修改抽象工厂和抽象产品提供的接口，无须修改客户端，也无须修改其他的具体工厂和具体产品，而只要添加一个具体工厂和具体产品就可以了。这样，系统的可扩展性也就变得非常好，完全符合“开闭原则”。

工厂方法模式的缺点
在添加新产品时，需要编写新的具体产品类，而且还要提供与之对应的具体工厂类，系统中类的个数将成对增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，有更多的类需要编译和运行，会给系统带来一些额外的开销。
由于考虑到系统的可扩展性，需要引入抽象层，在客户端代码中均使用抽象层进行定义，增加了系统的抽象性和理解难度，且在实现时可能需要用到DOM、反射等技术，增加了系统的实现难度。

模式适用环境
在以下情况下可以使用工厂方法模式：
一个类不知道它所需要的对象的类：在工厂方法模式中，客户端不需要知道具体产品类的类名，只需要知道所对应的工厂即可，具体的产品对象由具体工厂类创建；客户端需要知道创建具体产品的工厂类。
一个类通过其子类来指定创建哪个对象：在工厂方法模式中，对于抽象工厂类只需要提供一个创建产品的接口，而由其子类来确定具体要创建的对象，利用面向对象的多态性和里氏代换原则，在程序运行时，子类对象将覆盖父类对象，从而使得系统更容易扩展。
将创建对象的任务委托给多个工厂子类中的某一个，客户端在使用时可以无须关心是哪一个工厂子类创建产品子类，需要时再动态指定，可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。