设计模式之工厂方法模式（Factory）

1.工厂方法模式的概念

定义一个创建对象的工厂接口，让子类决定实例化哪一个类，将实际创建工作推迟到子类当中。

2.工厂方法模式结构图

这里写图片描述

AbstractCreator（抽象工厂）：声明工厂方法，该方法返回一个Product类型的对象。任何在模式中创建对象的工厂类必须继承或者实现这个接口，在实际的系统中，这个类常用Java抽象类来实现。
ConcreteCreator（具体工厂）：重定义工厂方法以找回一个ConcreteProduct实例。它是实现抽象工厂接口的具体Java类。具体工厂角色含有与应用密切相关的逻辑，并且受到应用程序的调用以创建产品对象。
AbstractProduct（抽象产品）：定义工厂方法所创建的对象的接口。即产品对象的共同父类或共同拥有的接口。在实际应用中常常由Java的抽象类来实现。
ConcreteProduct（具体产品）：具体的产品，实现了AbstractProduct接口。工厂方法所创建的每一个对象都是某个具体产品角色的实例。

3.工厂方法模式的例子

《大话设计模式》中的例子是这样的：大学生志愿者学雷锋帮助孤寡老人，当大学生们都毕业了就需要继续有人帮助老人，这时候就需要社区志愿者来进行帮扶。如果说之前使用的是简单工厂模式，就需要对工厂类进行修改，很显然这对工厂来说违反了OCP原则（开放-封闭原则）。但是使用工厂方法模式可以直接添加社区志愿者工厂，这样就可以克服简单工厂处理这种情况所遇到的问题，下面看示例前先看看代码的结构：

这里写图片描述

示例代码：
IFactory（AbstractFactory）：

package com.jxs.factory;

/**
 * Created by jiangxs on 2018/5/3.
 */
public interface IFactory {

    LeiFeng createLeiFeng();
}

UndergraduateFactory/VolunteerFactory（ConcreteFactory）：

package com.jxs.factory;

/**
 * Created by jiangxs on 2018/5/3.
 */

// 学雷锋的大学生工厂
class UndergraduateFactory implements IFactory {

    @Override
    public LeiFeng createLeiFeng() {

        return new Undergraduate();
    }
}

// 社区志愿者工厂
class VolunteerFactory implements IFactory {

    @Override
    public LeiFeng createLeiFeng() {
        return new Volunteer();
    }
}

LeiFeng（AbstractProduct）：

package com.jxs.factory;

/**
 * Created by jiangxs on 2018/5/3.
 */
public class LeiFeng {

    public void sweep() {

        System.out.println("扫地");
    }

    public void wash() {

        System.out.println("洗衣服");
    }

    public void buyRice() {

        System.out.println("买米");
    }
}

UnderGraduate（ConcreteProduct）：

package com.jxs.factory;

/**
 * Created by jiangxs on 2018/5/3.
 */
public class Undergraduate extends LeiFeng {

}

Volunteer（ConcreteProduct）：

package com.jxs.factory;

/**
 * Created by jiangxs on 2018/5/3.
 */
public class Volunteer extends LeiFeng {

}

客户端代码：

package com.jxs.factory;

/**
 * Created by jiangxs on 2018/5/3.
 */
public class FactoryClient {

    public static void main(String[] args) {

        IFactory factory = new UndergraduateFactory();
        LeiFeng student = factory.createLeiFeng();

        student.sweep();
        student.wash();
        student.buyRice();
    }
}

运行结果：

扫地
洗衣服
买米

Process finished with exit code 0

4.工厂方法总结

（1）简单工厂模式和工厂方法模式的区别

① 简单工厂模式不符合OCP原则，而工厂模式解决了简单工厂模式的这个问题，从而进一步降低了耦合
②简单工厂模式中存在“上帝类”，而工厂模式中去除了“上帝类”，将具体的生产任务放在子类中。
③ 在工厂方法模式中子类可以继承父类实现自己的逻辑，而在简单工厂模式中不可继承。

（2）工厂方法模式的优点

① 一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。
②扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。
③屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。

（3）工厂方法模式的缺点

每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。

（4）工厂方法模式的适用场景

① 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。
②一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。
③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。

（5）注意事项

作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是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。

注：以上代码均可在github上进行下载：https://github.com/xsongj/designPattern

参考：《大话数据结构》