本文源码见：https://github.com/get-set/get-designpatterns/tree/master/factory-method
工厂方法模式同简单工厂模式一样，也是创建类模式，又叫做虚拟构造（Virtual Constructor）模式或多态工厂(Polymorphic Factory）模式。其用意是定义一个创建产品对象的工厂接口，将实际创建工作推迟到子类中。
上篇说到，简单工厂模式并未做到完全的“开闭原则”。回顾一下，“开”即对扩展开放，这点是没错的，简单工厂模式的初衷之一就是方便增加“产品类型”的时候；“闭”即对修改关闭，这点其实并未做到，当需要增删改“产品类型”的时候，工厂类必须要修改，因为工厂类“知道”如何创建所有的产品类型的对象。
那么工厂方法模式就是为了完全满足“开闭原则”，即在简单工厂模式的基础上，做到当增加产品类型的时候，无需改动现有的代码。继续用上篇的例子：
例子
仍然是做一个画图软件，可以画矩形、三角形和圆形等，每一种图形都用一个类来管理：
RectangleCircle-
Triangle
每个类都有各自的draw()方法，共同实现Shape接口。
Shape.java
public interface Shape {
void draw();
}
Rectangle.java
public class Rectangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Draw a rectangle.");
}
}
Triangle.java
public class Triangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Draw a triangle.");
}
}
Circle.java
public class Circle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Draw a circle.");
}
}
以上几个类都没有变化，有变化的是工厂类，工厂类也采用基于接口的设计，由不同的具体工厂类负责相应对象的创建：
ShapeFactory.java
public interface ShapeFactory {
Shape getShape();
}
RectangleFactory.java
public class RectangleFactory implements ShapeFactory {
public Shape getShape() {
return new Rectangle();
}
}
CircleFactory.java
public class CircleFactory implements ShapeFactory{
public Shape getShape() {
return new Circle();
}
}
Triangle.Factory.java
public class CircleFactory implements ShapeFactory{
public Shape getShape() {
return new Circle();
}
}
那么在需要某个形状的时候，就通过相应的具体工厂类创建即可：
Client.java
public class Client {
public static void main(String[] args) {
ShapeFactory factory = new CircleFactory();
Shape c = factory.getShape();
c.draw();
}
}
再来看一下类图：
与简单工厂模式对比以下：
区别就在于简单工厂模式下的一个具体的工厂类转换成了基于接口ShapeFactory的三个具体工厂类。
好处也是明显的：当增加一个新的形状类型的时候，不需要对现有代码做任何更改，增加一个相应的实现了ShapeFactory的具体工厂类即可。可见，工厂方法模式能够完全做到“开闭原则”。
这个例子仍然是不恰当的，因为无论如何这一套模式设计比原始的实现方式有更加复杂了。所以再次赘述一遍注意事项，以上例子是为了说明工厂方法模式，但并不是一个合理的应用。复杂对象适合使用工厂模式，而简单对象，特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度。
Java中的应用
下边看一下合理的应用场景是如何的，在Java中的实际应用的例子（来自《Java与模式》）：
** 1. Java聚集中的应用 **
Java聚集是一套设计精良的数据结构实现，主要的Java聚集都实现自java.util.Collection接口，这个接口的父接口Iterable规定所有的Java聚集都必须提供一个iterator()方法，返还一个Iterator类型的对象：
java.lang.Iterable.java
public interface Iterable<E> {
... ...
Iterator<E> iterator();
... ...
}
ArrayLis是我们常用的一个Collection实现类，其iterator()方法实现如下：
java.util.ArrayList.java
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {
... ...
// 实现iterato接口，返回一个Iterator对象
public Iterator<E> iterator() {
return new Itr();
}
private class Itr implements Iterator<E> {
... ...
}
... ...
}
可见，ArrayList类的iterator()方法就是一个具体工厂类的工厂方法，而Collection就是一个抽象工厂。除了ArrayList还有LinkedList等等具体实现类。
总结
从上边的例子可以看到，工厂方法模式其实是将“面向接口”编程的思路应用在了工厂类上，这样有几个方便的地方：
- 做到了完全的“开闭原则”，因为增加新的“产品”和相应的“工厂”均不需修改现有代码；
- 工厂设计模式通常应用在复杂的对象创建场景中，因此面临多层的继承关系，比如
ArrayList实现了List接口，而后者继承自Collect接口，Collect又继承自Iterator接口。有时候具体工厂方法与具体产品是有层次对应关系的，比如：
这种情况也是只有一个工厂类的简单工厂模式所无法满足的。
