23种设计模式之工厂方法模式

原文：http://www.codeceo.com/article/23-design-parttens-factory-partten.html

定义：定义一个用于建立对象的接口，让子类决定实例化哪个类，工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。

类型：建立类模式

类图：

工厂方法模式代码

interface IProduct {
	public void productMethod();
}

class Product implements IProduct {
	public void productMethod() {
		System.out.println("产品");
	}
}

interface IFactory {
	public IProduct createProduct();
}

class Factory implements IFactory {
	public IProduct createProduct() {
		return new Product();
	}
}

public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		IFactory factory = new Factory();
		IProduct prodect = factory.createProduct();
		prodect.productMethod();
	}
}

工厂模式：

首先须要说一下工厂模式。工厂模式根据抽象程度的不一样分为三种：简单工厂模式（也叫静态工厂模式）、本文所讲述的工厂方法模式、以及抽象工厂模式。工厂模式是编程中常常用到的一种模式。它的主要优势有：

• 可使代码结构清晰，有效地封装变化。在编程中，产品类的实例化有时候是比较复杂和多变的，经过工厂模式，将产品的实例化封装起来，使得调用者根本无需关心产品的实例化过程，只需依赖工厂便可获得本身想要的产品。
• 对调用者屏蔽具体的产品类。若是使用工厂模式，调用者只关心产品的接口就能够了，至于具体的实现，调用者根本无需关心。即便变动了具体的实现，对调用者来讲没有任何影响。
• 下降耦合度。产品类的实例化一般来讲是很复杂的，它须要依赖不少的类，而这些类对于调用者来讲根本无需知道，若是使用了工厂方法，咱们须要作的仅仅是实例化好产品类，而后交给调用者使用。对调用者来讲，产品所依赖的类都是透明的。

工厂方法模式：

经过工厂方法模式的类图能够看到，工厂方法模式有四个要素：

• 工厂接口。工厂接口是工厂方法模式的核心，与调用者直接交互用来提供产品。在实际编程中，有时候也会使用一个抽象类来做为与调用者交互的接口，其本质上是同样的。
• 工厂实现。在编程中，工厂实现决定如何实例化产品，是实现扩展的途径，须要有多少种产品，就须要有多少个具体的工厂实现。
• 产品接口。产品接口的主要目的是定义产品的规范，全部的产品实现都必须遵循产品接口定义的规范。产品接口是调用者最为关心的，产品接口定义的优劣直接决定了调用者代码的稳定性。一样，产品接口也能够用抽象类来代替，但要注意最好不要违反里氏替换原则。
• 产品实现。实现产品接口的具体类，决定了产品在客户端中的具体行为。

前文提到的简单工厂模式跟工厂方法模式极为类似，区别是：简单工厂只有三个要素，他没有工厂接口，而且获得产品的方法通常是静态的。由于没有工厂接口，因此在工厂实现的扩展性方面稍弱，能够算所工厂方法模式的简化版，关于简单工厂模式，在此一笔带过。

适用场景：

不论是简单工厂模式，工厂方法模式仍是抽象工厂模式，他们具备相似的特性，因此他们的适用场景也是相似的。

首先，做为一种建立类模式，在任何须要生成复杂对象的地方，均可以使用工厂方法模式。有一点须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，特别是只须要经过new就能够完成建立的对象，无需使用工厂模式。若是使用工厂模式，就须要引入一个工厂类，会增长系统的复杂度。

其次，工厂模式是一种典型的解耦模式，迪米特法则在工厂模式中表现的尤其明显。假如调用者本身组装产品须要增长依赖关系时，能够考虑使用工厂模式。将会大大下降对象之间的耦合度。

再次，因为工厂模式是依靠抽象架构的，它把实例化产品的任务交由实现类完成，扩展性比较好。也就是说，当须要系统有比较好的扩展性时，能够考虑工厂模式，不一样的产品用不一样的实现工厂来组装。

典型应用

要说明工厂模式的优势，可能没有比组装汽车更合适的例子了。场景是这样的：汽车由发动机、轮、底盘组成，如今须要组装一辆车交给调用者。假如不使用工厂模式，代码以下：

class Engine {
	public void getStyle(){
		System.out.println("这是汽车的发动机");
	}
}
class Underpan {
	public void getStyle(){
		System.out.println("这是汽车的底盘");
	}
}
class Wheel {
	public void getStyle(){
		System.out.println("这是汽车的轮胎");
	}
}
public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		Engine engine = new Engine();
		Underpan underpan = new Underpan();
		Wheel wheel = new Wheel();
		ICar car = new Car(underpan, wheel, engine);
		car.show();
	}
}

能够看到，调用者为了组装汽车还须要另外实例化发动机、底盘和轮胎，而这些汽车的组件是与调用者无关的，严重违反了迪米特法则，耦合度过高。而且很是不利于扩展。另外，本例中发动机、底盘和轮胎仍是比较具体的，在实际应用中，可能这些产品的组件也都是抽象的，调用者根本不知道怎样组装产品。假如使用工厂方法的话，整个架构就显得清晰了许多。

interface IFactory {
	public ICar createCar();
}
class Factory implements IFactory {
	public ICar createCar() {
		Engine engine = new Engine();
		Underpan underpan = new Underpan();
		Wheel wheel = new Wheel();
		ICar car = new Car(underpan, wheel, engine);
		return car;
	}
}
public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		IFactory factory = new Factory();
		ICar car = factory.createCar();
		car.show();
	}
}

使用工厂方法后，调用端的耦合度大大下降了。而且对于工厂来讲，是能够扩展的，之后若是想组装其余的汽车，只须要再增长一个工厂类的实现就能够。不管是灵活性仍是稳定性都获得了极大的提升。