设计模式——4、工厂方法模式

痛定思痛。 2022-10-26 14:22 122阅读 0赞

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。  
  
在《[简单工厂模式][Link 1]》一节我们介绍了简单工厂模式，提到了简单工厂模式违背了开闭原则，而“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。

优点：

*  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。
 *  灵活性增强，对于新产品的创建，只需多写一个相应的工厂类。
 *  典型的解耦框架。高层模块只需要知道产品的抽象类，无须关心其他实现类，满足迪米特法则、依赖倒置原则和里氏替换原则。

缺点：

*  类的个数容易过多，增加复杂度
 *  增加了系统的抽象性和理解难度
 *  抽象产品只能生产一种产品，此弊端可使用[抽象工厂模式][Link 2]解决。

应用场景：

*  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

## 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。
5.  ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BzaGRoeA_size_16_color_FFFFFF_t_70][]
    
        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();
            }
        }
    
        package FactoryMethod;
        import javax.xml.parsers.*;
        import org.w3c.dom.*;
        import java.io.*;
        class ReadXML1 {
            //该方法用于从XML配置文件中提取具体类类名，并返回一个实例对象
            public static Object getObject() {
                try {
                    //创建文档对象
                    DocumentBuilderFactory dFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
                    DocumentBuilder builder = dFactory.newDocumentBuilder();
                    Document doc;
                    doc = builder.parse(new File("src/FactoryMethod/config1.xml"));
                    //获取包含类名的文本节点
                    NodeList nl = doc.getElementsByTagName("className");
                    Node classNode = nl.item(0).getFirstChild();
                    String cName = "FactoryMethod." + classNode.getNodeValue();
                    //System.out.println("新类名："+cName);
                    //通过类名生成实例对象并将其返回
                    Class<?> c = Class.forName(cName);
                    Object obj = c.newInstance();
                    return obj;
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                    return null;
                }
            }
        }
    
        <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
        <config>
        	<className>ConcreteFactory1</className>
        </config>
    
    程序运行结果如下：
    
        具体工厂1生成-->具体产品1...
        具体产品1显示...
    
      
    如果将 XML 配置文件中的 ConcreteFactory1 改为 ConcreteFactory2，则程序运行结果如下：
    
        具体工厂2生成-->具体产品2...
        具体产品2显示...

[Link 1]: http://c.biancheng.net/view/8387.html
[Link 2]: http://c.biancheng.net/view/1351.html
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