java设计模式之工厂方法模式

Posted 2023-02-27 J_Newbie

定义：

工厂方法模式又叫做多态性工厂模式，指定义一个创建对象的接口，但又实现这个接口的类来决定实例化那个类，工厂化方法把类的实例化推迟到子类中进行。

在工厂化方法模式中，不再由单一的工厂类生产产品，而是由工厂类的子类实现具体产品的创建，因此，当增加一个产品时，只需要增加一个相应的工厂类的子类，实现生产这种产品，便可以解决简单工厂生产太多产品导致其内部代码臃肿的问题，也符合开闭原则。

应用场景：

1. 创建对象需要大量的重复代码

2. 客户端（应用层）不依赖产品类实例如何被创建，实现等细节

3. 一个类通过其子类来指定创建哪个对象

UML类图：

由上图可以看见，抽象工厂模式主要包含4个角色：

1. 抽象工厂：是工厂方法模式的核心，与应用程序无关。任何在模式中创建的对象的工厂类必须实现这个接口

2. 具体工厂：是实现抽象工厂接口的具体工厂类，包含与应用程序密切相关的逻辑，并且被应用程序调用以创建产品对象

3. 抽象产品：是工厂方法模式所创建的对象的超类型，也就是产品对象的共同父类或共同拥有的接口

4. 具体产品：这个角色实现了抽象产品角色所定义的接口，某具体产品由专门的具体工厂创建，它们之间往往一一对应

通用写法：

public class Client
  public static void main(String[] args)
    IFactory factory = new FactoryA();
    factory.makeProduct().doSomething();
    
    factory = new FactoryB();
    factory.makeProduct().doSomething();
    
    factory = new FactoryC();
    factory.makeProduct().doSomething();
  

//抽象工厂
public interface IFactory
  IProduct makeProduct();

//生产ProductA的具体工厂类
public class FactoryA implements IFactory
  public IProduct makeProduct()
    return new ProductA();
  

//生产ProductB的具体工厂类
public class FactoryB implements IFactory
  public IProduct makeProduct()
    return new ProductB();
  

//生产ProductC的具体工厂类
public class FactoryC implements IFactory
  public IProduct makeProduct()
    return new ProductC();
  

//抽象产品
public interface IProduct
  void doSomething();

//具体产品：ProductA
public static ProductA implements IProduct
  public void doSomething()
    System.out.println("I am Product A");
  


//具体产品：ProductB
public static ProductB extends FactoryB implements IProduct
  public void doSomething()
    System.out.println("I am Product B");
  


//具体产品：ProductC
public static ProductC implements IProduct
  public void doSomething()
    System.out.println("I am Product C");
  

案例：

工厂方法模式主要解决产品扩展问题，再简单工厂中，随着产品链的丰富，如果每个课程的创建逻辑都有区别，则工厂的职责会变的越来越多，有点像万能工厂，不利于维护，根据单一职能原则，我们将继续拆分，专人干专事。拿课程为例：

public interface ICourseFactory
  ICourse create();

 然后创建子工厂：

public class JavaCourseFactory implements ICourseFactory
  public ICourse create()
    return new JavaCourse();
  

PythonCourseFactory类的代码如下：

public class PythonCourseFactory implements ICourseFactory
  public ICourse create()
    return new PythonCourse();
  

客户端测试代码如下：

public static void main(String[] args)
  ICourseFactory factory = new PythonCourseFactory();
  factory.create().doSomething();
  

工厂方法模式的优点：

1. 灵活性增强，对于新产品的创建，只需多写一个相应的工厂类

2. 典型的解耦框架。高层模块只需要知道产品的抽象类，无需关心其他的实现类，满足迪米特法则，依赖倒置原则和里氏替换原则

工厂方法的缺点：

1. 类的个数容易过多，增加复杂度

2. 增加了系统的抽象性和理解的难度

3. 抽象产品只能生产一种产品，此弊端可使用抽象工厂模式解决