设计模式随笔之——工厂方法模式

一、工厂方法模式

　　定义一个用于创建对象的接口(也可以使抽象类)，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。工厂方法模式有多种扩展，主要有：简单工厂模式、多个工厂类模式、替代单例模式、延迟初始化。

　　最长用的应该算是简单工厂模式，简而言之就是一个模块只需要一个工厂类，那么，就将工厂类的create方法改写类方法即可(可看下面代码)。

　　本文内容算是设计模式之禅的学习笔记，这是一篇关于工厂模式很全的笔记。

二、工厂方法模式的优点

　　首先，良好的封装性，代码结构清晰。一个对象创建是有条件约束的，如一个调用者需要一个具体的产品对象，只要知道这个产品的类名（或约束字符串）就可以了，不用知道创建对象的艰辛过程，减少模块间的耦合。

      其次，工厂方法模式的扩展性非常优秀。在增加产品类的情况下，只要适当地修改具体的工厂类或扩展一个工厂类，就可以完成“拥抱变化”。例如在我们的例子中，需要增加一个棕色人种，则只需要增加一个BrownHuman类，工厂类不用任何修改就可完成系统扩展。

      再次，屏蔽产品类。这一特点非常重要，产品类的实现如何变化，调用者都不需要关心，它只需要关心产品的接口，只要接口保持不表，系统中的上层模块就不要发生变化，因为产品类的实例化工作是由工厂类负责，一个产品对象具体由哪一个产品生成是由工厂类决定的。在数据库开发中，大家应该能够深刻体会到工厂方法模式的好处：如果使用JDBC连接数据库，数据库从MySql切换到Oracle，需要改动地方就是切换一下驱动名称（前提条件是SQL语句是标准语句），其他的都不需要修改，这是工厂方法模式灵活性的一个直接案例。

      最后，工厂方法模式是典型的解耦框架。高层模块值需要知道产品的抽象类，其他的实现类都不用关心，符合迪米特原则，我不需要的就不要去交流；也符合依赖倒转原则，只依赖产品类的抽象；当然也符合里氏替换原则，使用产品子类替换产品父类，没问题！

三、工厂方法模式的使用场景　

　　首先，工厂方法模式是new一个对象的替代品，所以在所有需要生成对象的地方都可以使用，但是需要慎重地考虑是否要增加一个工厂类进行管理，增加代码的复杂度。

      其次，需要灵活的、可扩展的框架时，可以考虑采用工厂方法模式。万物皆对象，那万物也就皆产品类，例如需要设计一个连接邮件服务器的框架，有三种网络协议可供选择：POP3、IMAP、HTTP，我们就可以把这三种连接方法作为产品类，定义一个接口如IConnectMail，然后定义对邮件的操作方法，三个具体的产品类（也就是连接方式）进行不同的实现，再定义一个工厂方法，按照不同的传入条件，选择不同的连接方式。如此设计，可以做到完美的扩展，如某些邮件服务器提供了WebService接口，很好，我们只要增加一个产品类就可以了。

      再次，工厂方法模式可以用在异构项目中，例如通过WebService与一个非Java的项目交互，虽然WebService号称是可以做到异构系统的同构化，但是在实际的开发中，还是会碰到很多问题，如类型问题、WSDL文件的支持问题，等等，从WSDL中产生的对象都认为是一个产品，然后由一个具体的工厂类进行管理，减少与外围系统的耦合。

      最后，可以使用在测试驱动开发的框架下，例如，测试一个类A，就需要把与类A有关联关系的类B也同时产生出来，我们可以使用工厂方法模式把类B虚拟出来，避免类A与类B的耦合。目前由于JMock和EasyMock的诞生，该使用场景已经弱化了，读者可以在遇到此种情况时直接考虑使用JMock或EasyMock。

四、工厂方法模式示例代码

　　抽象产品类

package com.lsj.mode;

/**
 * 抽象产品类
 * 
 * @author lion
 * 
 */
public abstract class Product {

    // 产品类的公共方法
    public void method1() {
        /* 具体实现 */
        System.out.println("我是产品的公共方法method1");
    }

    // 抽象方法
    public abstract void method2();
}

　　具体产品类A

package com.lsj.mode;

/**
 * 具体产品类A
 * 
 * @author lion
 * 
 */
public class ConcreteProductA extends Product {

    @Override
    public void method2() {
        /* 具体实现 */
        System.out.println("我是产品A的method1方法");
    }

}

　　具体产品类B

package com.lsj.mode;

/**
 * 具体产品类B
 * 
 * @author lion
 * 
 */
public class ConcreteProductB extends Product {

    @Override
    public void method2() {
        /* 具体实现 */
        System.out.println("我是产品B的method2方法");
    }

}

　　抽象工厂类

package com.lsj.factory;

import com.lsj.mode.Product;

/**
 * 抽象工厂类
 * 
 * @author lion
 * 
 */
public abstract class Factory {

    /**
     * 创建产品对象，具体实现用到了Java的泛型和反射机制
     * 参数c必须是Product的子类或者是Product
     */
    public abstract <T extends Product> T createProduct(Class<T> c);
    
    //简单工厂模式只需将createProduct方法设置为类方法即可(加static修饰符)
    /*
    @SuppressWarnings("unchecked")
    @Override
    public static <T extends Product> T createProduct(Class<T> c) {
        //创建一个Product对象
        Product product = null;
        try {
            //根据Java的反射机制获取一个实例，赋值给product
            product = (Product) Class.forName(c.getName()).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            // 打印异常信息
            e.printStackTrace();
        }
        return (T) product;
    }
    */
}

　　具体工厂类

package com.lsj.factory;

import com.lsj.mode.Product;

/**
 * 具体的工厂类
 * 
 * @author lion
 * 
 */
public class ConcreteFactory extends Factory {

    @SuppressWarnings("unchecked")
    @Override
    public <T extends Product> T createProduct(Class<T> c) {
        //创建一个Product对象
        Product product = null;
        try {
            //根据Java的反射机制获取一个实例，赋值给product
            product = (Product) Class.forName(c.getName()).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            // 打印异常信息
            e.printStackTrace();
        }
        return (T) product;
    }

}

　　实现场景类

package com.lsj.client;

import com.lsj.factory.ConcreteFactory;
import com.lsj.factory.Factory;
import com.lsj.mode.ConcreteProductA;
import com.lsj.mode.ConcreteProductB;
import com.lsj.mode.Product;

/**
 * 实现场景类
 * 
 * @author lion
 * 
 */
public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //初始化工厂类
        Factory factory = new ConcreteFactory();
        //创建产品类A
        Product productA = factory.createProduct(ConcreteProductA.class);
        productA.method1();
        productA.method2();
        
        //创建产品类B
        Product productB = factory.createProduct(ConcreteProductB.class);
        productB.method1();
        productB.method2();
    }
}

 

作者:登天路

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