设计模式--工厂方法模式（FactoryMethod）

Dear 丶 2021-09-30 15:06 293阅读 0赞

# 工厂方法模式（FactoryMethod） #

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。

#### 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。
 *  **工厂方法模式的优点：**  
    1.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。  
    2.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；
 *  **工厂方法模式的缺点：**  
    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。

#### 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。本节来分析其基本结构和实现方法。

**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。  
    ![工厂方法模式的结构图][aHR0cHM6Ly91cGxvYWQtaW1hZ2VzLmppYW5zaHUuaW8vdXBsb2FkX2ltYWdlcy8xOTAxMDY4Mi1hNDg1MjI4OTMxMzg3YmJlLmdpZg]  
    **2. 模式的实现**

package FactoryMethod;
    public class AbstractFactoryTest
    { 
        public static void main(String[] args)
        { 
            try
            { 
                Product a;
                AbstractFactory af;
                af=(AbstractFactory) ReadXML1.getObject();
                a=af.newProduct();
                a.show();
            }
            catch(Exception e)
            { 
                System.out.println(e.getMessage());
            }
        }
    }
    //抽象产品：提供了产品的接口
    interface Product
    { 
        public void show();
    }
    //具体产品1：实现抽象产品中的抽象方法
    class ConcreteProduct1 implements Product
    { 
        public void show()
        { 
            System.out.println("具体产品1显示...");
        }
    }
    //具体产品2：实现抽象产品中的抽象方法
    class ConcreteProduct2 implements Product
    { 
        public void show()
        { 
            System.out.println("具体产品2显示...");
        }
    }
    //抽象工厂：提供了厂品的生成方法
    interface AbstractFactory
    { 
        public Product newProduct();
    }
    //具体工厂1：实现了厂品的生成方法
    class ConcreteFactory1 implements AbstractFactory
    { 
        public Product newProduct()
        { 
            System.out.println("具体工厂1生成-->具体产品1...");
            return new ConcreteProduct1();
        }
    }
    //具体工厂2：实现了厂品的生成方法
    class ConcreteFactory2 implements AbstractFactory
    { 
        public Product newProduct()
        { 
            System.out.println("具体工厂2生成-->具体产品2...");
            return new ConcreteProduct2();
        }
    }

#### 工厂方法模式的实例 ####

我们将创建一个 Shape 接口和实现 Shape 接口的实体类。下一步是定义工厂类 ShapeFactory。  
FactoryPatternDemo，我们的演示类使用 ShapeFactory 来获取 Shape 对象。它将向 ShapeFactory 传递信息（CIRCLE / RECTANGLE / SQUARE），以便获取它所需对象的类型。  
![image][]  
**1. 创建一个接口: Shape.java**

public interface Shape { 
       void draw();
    }

--------------------

**2. 创建实现接口的实体类。Rectangle.java、Square.java、Circle.java**

public class Rectangle implements Shape { 
     
       @Override
       public void draw() { 
          System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
       }
    }
    
    public class Square implements Shape { 
     
       @Override
       public void draw() { 
          System.out.println("Inside Square::draw() method.");
       }
    }
    
    public class Circle implements Shape { 
     
       @Override
       public void draw() { 
          System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
       }
    }

--------------------

**3. 创建一个工厂，生成基于给定信息的实体类的对象。ShapeFactory.java**

public class ShapeFactory { 
        
       //使用 getShape 方法获取形状类型的对象
       public Shape getShape(String shapeType){ 
          if(shapeType == null){ 
             return null;
          }        
          if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){ 
             return new Circle();
          } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){ 
             return new Rectangle();
          } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){ 
             return new Square();
          }
          return null;
       }
    }

--------------------

**4. 使用该工厂，通过传递类型信息来获取实体类的对象。FactoryPatternDemo.java**

public class FactoryPatternDemo { 
     
       public static void main(String[] args) { 
          ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();
     
          //获取 Circle 的对象，并调用它的 draw 方法
          Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");
     
          //调用 Circle 的 draw 方法
          shape1.draw();
     
          //获取 Rectangle 的对象，并调用它的 draw 方法
          Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
     
          //调用 Rectangle 的 draw 方法
          shape2.draw();
     
          //获取 Square 的对象，并调用它的 draw 方法
          Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");
     
          //调用 Square 的 draw 方法
          shape3.draw();
       }
    }

--------------------

执行程序，输出结果：

Inside Circle::draw() method.
    Inside Rectangle::draw() method.
    Inside Square::draw() method.

#### 工厂方法模式的应用场景 ####

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。

#### 工厂方法模式的扩展 ####

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，其结构图如下图所示。  
![简单工厂模式的结构图][aHR0cHM6Ly91cGxvYWQtaW1hZ2VzLmppYW5zaHUuaW8vdXBsb2FkX2ltYWdlcy8xOTAxMDY4Mi1lZDM0ZjY0MWU5MDhmOTkxLmdpZg]

[aHR0cHM6Ly91cGxvYWQtaW1hZ2VzLmppYW5zaHUuaW8vdXBsb2FkX2ltYWdlcy8xOTAxMDY4Mi1hNDg1MjI4OTMxMzg3YmJlLmdpZg]: /images/20210812/d7009352f64849d1ae7ed4778578752e.png
[image]: /images/20210812/6ce754f674ac4f36b2695a74dc996c78.png
[aHR0cHM6Ly91cGxvYWQtaW1hZ2VzLmppYW5zaHUuaW8vdXBsb2FkX2ltYWdlcy8xOTAxMDY4Mi1lZDM0ZjY0MWU5MDhmOTkxLmdpZg]: /images/20210812/414df9e420274f078f46d69ab31d27f4.png