参考文献

工厂方法模式

  • 定义一个用于创建对象的接口,但让子类决定实例化哪个类
  • 通过通用接口引用新创建的对象
  • 工厂方法模式通过定义一个工厂接口及其下属的多个具体工厂类,每个具体工厂类负责创建一种特定类型的对象.客户端通过调用工厂接口来创建对象,具体使用哪个具体工厂类由客户端决定.工厂方法模式将对象的创建延迟到具体工厂类中,使得工厂类成为了对象的抽象创建者.

组件

  • **产品(Product Interface)**定义工厂方法创建的对象的接口

  • **具体产品(Concrete Products Class)**是产品接口的不同实现.

  • 创建者Creator(也称为Factory,因为它创建Product对象)声明方法FactoryMethod,该方法返回Product 对象.可以调用生成方法来创建Product对象

    • 不用new关键字来生成实例,而是调用生成实例的专用方法来生成实例,这样就可以防止父类与其他具体类耦合.

  • **具体创建者(Concrete Creators)**将会重写基础工厂方法,使其返回不同类型的产品.

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public interface Product { //... }

public class ConcreteProduct implements Product { //... }

public abstract class Creator {
	protected abstract Product factoryMethod();
}
    
public class ConcreteCreator extends Creator {
	protected Product factoryMethod() 
	{
		return new ConcreteProduct();
	}
}

public class Client {
	public static void main( String arg[] ) {
		Creator creator = new ConcreteCreator();
		creator.anOperation();
	}
}

实现方式

  • 让所有产品都遵循同一接口. 该接口必须声明对所有产品都有意义的方法.
  • 在创建类中添加一个空的工厂方法. 该方法的返回类型必须遵循通用的产品接口.
  • 在创建者代码中找到对于产品构造函数的所有引用. 将它们依次替换为对于工厂方法的调用, 同时将创建产品的代码移入工厂方法.
    • 你可能需要在工厂方法中添加临时参数来控制返回的产品类型.
    • 工厂方法的代码看上去可能非常糟糕. 其中可能会有复杂的 switch分支运算符, 用于选择各种需要实例化的产品类.
  • 现在, 为工厂方法中的每种产品编写一个创建者子类, 然后在子类中重写工厂方法, 并将基本方法中的相关创建代码移动到工厂方法中.
  • 如果应用中的产品类型太多, 那么为每个产品创建子类并无太大必要, 这时你也可以在子类中复用基类中的控制参数.
    • 例如, 设想你有以下一些层次结构的类. 基类 邮件及其子类 航空邮件和 陆路邮件 ; 运输及其子类 飞机, 卡车和 火车 . 航空邮件仅使用 飞机对象, 而 陆路邮件则会同时使用 卡车和 火车对象. 你可以编写一个新的子类 (例如 火车邮件 ) 来处理这两种情况, 但是还有其他可选的方案. 客户端代码可以给 陆路邮件类传递一个参数, 用于控制其希望获得的产品.
  • 如果代码经过上述移动后, 基础工厂方法中已经没有任何代码, 你可以将其转变为抽象类. 如果基础工厂方法中还有其他语句, 你可以将其设置为该方法的默认行为.

使用场景

  • 当你在编写代码的过程中, 如果无法预知对象确切类别及其依赖关系时, 可使用工厂方法.
    • 工厂方法将创建产品的代码与实际使用产品的代码分离, 从而能在不影响其他代码的情况下扩展产品创建部分代码.
    • 例如, 如果需要向应用中添加一种新产品, 你只需要开发新的创建者子类, 然后重写其工厂方法即可.
  • 如果你希望复用现有对象来节省系统资源, 而不是每次都重新创建对象, 可使用工厂方法.
    • 在处理大型资源密集型对象 (比如数据库连接、 文件系统和网络资源) 时, 你会经常碰到这种资源需求.
  • 如果你希望用户能扩展你软件库或框架的内部组件, 可使用工厂方法.

与其他模式的关系

  • 在许多设计工作的初期都会使用工厂方法模式 (较为简单, 而且可以更方便地通过子类进行定制), 随后演化为使用抽象工厂模式、 原型模式或生成器模式 (更灵活但更加复杂).
  • 抽象工厂模式通常基于一组工厂方法, 但你也可以使用原型模式来生成这些类的方法.
  • 你可以同时使用工厂方法和迭代器模式来让子类集合返回不同类型的迭代器, 并使得迭代器与集合相匹配.
  • 原型并不基于继承, 因此没有继承的缺点. 另一方面, 原型需要对被复制对象进行复杂的初始化. 工厂方法基于继承, 但是它不需要初始化步骤.
  • 工厂方法是模板方法模式的一种特殊形式. 同时, 工厂方法可以作为一个大型模板方法中的一个步骤.