工厂方法模式

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前言

在现实生活中社会分工越来越细，越来越专业化。各种产品有专门的工厂生产，彻底告别了自给自足的小农经济时代，这大大缩短了产品的生产周期，提高了生产效率。同样，在软件开发中能否做到软件对象的生产和使用相分离呢？能否在满足“开闭原则”的前提下，客户随意增删或改变对软件相关对象的使用呢？这就是本节要讨论的问题。

一、工厂方法模式的定义与特点

工厂方法（FactoryMethod）模式的定义：

定义一个创建产品对象的工厂接口，将产品对象的实际创建工作推迟到具体子工厂类当中。这满足创建型模式中所要求的“创建与使用相分离”的特点。

我们把被创建的对象称为“产品”，把创建产品的对象称为“工厂”。如果要创建的产品不多，只要一个工厂类就可以完成，这种模式叫“简单工厂模式”，它不属于 GoF 的 23 种经典设计模式，它的缺点是增加新产品时会违背“开闭原则”。

本节介绍的“工厂方法模式”是对简单工厂模式的进一步抽象化，其好处是可以使系统在不修改原来代码的情况下引进新的产品，即满足开闭原则。

工厂方法模式的主要优点有：

• 用户只需要知道具体工厂的名称就可得到所要的产品，无须知道产品的具体创建过程；
• 在系统增加新的产品时只需要添加具体产品类和对应的具体工厂类，无须对原工厂进行任何修改，满足开闭原则；

其缺点是：每增加一个产品就要增加一个具体产品类和一个对应的具体工厂类，这增加了系统的复杂度。

二、工厂方法模式的结构与实现

工厂方法模式由抽象工厂、具体工厂、抽象产品和具体产品等4个要素构成。

1.模式的结构

工厂方法模式的主要角色如下。

1. 抽象工厂（Abstract Factory）：提供了创建产品的接口，调用者通过它访问具体工厂的工厂方法 newProduct() 来创建产品。
2. 具体工厂（ConcreteFactory）：主要是实现抽象工厂中的抽象方法，完成具体产品的创建。
3. 抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能。
4. 具体产品（ConcreteProduct）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它同具体工厂之间一一对应。

2.模式的实现

按照上图结构实现代码如下：

public class AbstractFactoryTest {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractFactory factory1 = new ConcreteFactory1();
        AbstractFactory factory2 = new ConcreteFactory2();

        Product product1 = factory1.newProduct();
        Product product2 = factory2.newProduct();

        product1.show();
        product2.show();
    }
}
//抽象产品
interface Product {
    public void show();
}
//具体产品
class ConcreteProduct1 implements Product {

    @Override
    public void show() {
        System.out.println("我是产品1");
    }
}
//具体产品
class ConcreteProduct2 implements Product {

    @Override
    public void show() {
        System.out.println("我是产品2");
    }
}

//抽象工厂
interface AbstractFactory {
    public Product newProduct();
}

class ConcreteFactory1 implements AbstractFactory {

    @Override
    public Product newProduct() {
        System.out.println("我是工厂1，我要生产产品1");
        return new ConcreteProduct1();
    }
}

class ConcreteFactory2 implements AbstractFactory {

    @Override
    public Product newProduct() {
        System.out.println("我是工厂2，我要生产产品2");
        return new ConcreteProduct2();
    }
}

运行结果：

我是工厂1，我要生产产品1
我是工厂2，我要生产产品2
我是产品1
我是产品2

三、模式的应用场景

工厂方法模式通常适用于以下场景。

• 客户只知道创建产品的工厂名，而不知道具体的产品名。如 TCL 电视工厂、海信电视工厂等。
• 创建对象的任务由多个具体子工厂中的某一个完成，而抽象工厂只提供创建产品的接口。
• 客户不关心创建产品的细节，只关心产品的品牌。

附录：模式的扩展

当需要生成的产品不多且不会增加，一个具体工厂类就可以完成任务时，可删除抽象工厂类。这时工厂方法模式将退化到简单工厂模式。