工厂方法模式

定义：定义一个用于创建对象的接口，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。类型：创建类模式类图：工厂方法模式代码[java]viewplaincopy1.interfaceIProduct{2.publicvoidproductMethod();3.}4.5.classProductimplementsIProduct{6.publicvoidproductMethod(){7.System.out.println(产品);8.}9.}10.11.interfaceIFactory{12.publicIProductcreateProduct();13.}14.15.classFactoryimplementsIFactory{16.publicIProductcreateProduct(){17.returnnewProduct();18.}19.}20.21.publicclassClient{22.publicstaticvoidmain(String[]args){23.IFactoryfactory=newFactory();24.IProductprodect=factory.createProduct();25.prodect.productMethod();26.}27.}工厂模式：首先需要说一下工厂模式。工厂模式根据抽象程度的不同分为三种：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。工厂模式是编程中经常用到的一种模式。它的主要优点有：可以使代码结构清晰，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，通过工厂模式，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，只需依赖工厂即可得到自己想要的产品。对调用者屏蔽具体的产品类。如果使用工厂模式，调用者只关心产品的接口就可以了，至于具体的实现，调用者根本无需关心。即使变更了具体的实现，对调用者来说没有任何影响。降低耦合度。产品类的实例化通常来说是很复杂的，它需要依赖很多的类，而这些类对于调用者来说根本无需知道，如果使用了工厂方法，我们需要做的仅仅是实例化好产品类，然后交给调用者使用。对调用者来说，产品所依赖的类都是透明的。工厂方法模式：通过工厂方法模式的类图可以看到，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作为与调用者交互的接口，其本质上是一样的。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，需要有多少种产品，就需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，所有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。同样，产品接口也可以用抽象类来代替，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相似，区别是：简单工厂只有三个要素，他没有工厂接口，并且得到产品的方法一般是静态的。因为没有工厂接口，所以在工厂实现的扩展性方面稍弱，可以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：不管是简单工厂模式，工厂方法模式还是抽象工厂模式，他们具有类似的特性，所以他们的适用场景也是类似的。首先，作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需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，特别是只需要通过new就可以完成创建的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度。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为明显。假如调用者自己组装产品需要增加依赖关系时，可以考虑使用工厂模式。将会大大降低对象之间的耦合度。再次，由于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，当需要系统有比较好的扩展性时，可以考虑工厂模式，不同的产品用不同的实现工厂来组装。典型应用要说明工厂模式的优点，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，现在需要组装一辆车交给调用者。假如不使用工厂模式，代码如下：[java]viewplaincopy1.classEngine{2.publicvoidgetStyle(){3.System.out.println(这是汽车的发动机);4.}5.}6.classUnderpan{7.publicvoidgetStyle(){8.System.out.println(这是汽车的底盘);9.}10.}11.classWheel{12.publicvoidgetStyle(){13.System.out.println(这是汽车的轮胎);14.}15.}16.publicclassClient{17.publicstaticvoidmain(String[]args){18.Engineengine=newEngine();19.Underpanunderpan=newUnderpan();20.Wheelwheel=newWheel();21.ICarcar=newCar(underpan,wheel,engine);22.car.show();23.}24.}可以看到，调用者为了组装汽车还需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，耦合度太高。并且非常不利于扩展。另外，本例中发动机、底盘和轮胎还是比较具体的，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。[java]viewplaincopy1.interfaceIFactory{2.publicICarcreateCar();3.}4.classFactoryimplementsIFactory{5.publicICarcreateCar(){6.Engineengine=newEngine();7.Underpanunderpan=newUnderpan();8.Wheelwheel=newWheel();9.ICarcar=newCar(underpan,wheel,engine);10.returncar;11.}12.}13.publicclassClient{14.publicstaticvoidmain(String[]args){15.IFactoryfactory=newFactory();16.ICarcar=factory.createCar();17.car.show();18.}19.}使用工厂方法后，调用端的耦合度大大降低了。并且对于工厂来说，是可以扩展的，以后如果想组装其他的汽车，只需要再增加一个工厂类的实现就可以。无论是灵活性还是稳定性都得到了极大的提高。工厂方法模式展示了一种创建对象的方法，它代替了对象来创建子类。工厂方法模式以一种特殊抽象层的方式解决了工厂模式中的类似问题。可以使用new关键字实例化对象，例如对象A创建了另一个对象B：1ClassBobjB=newClassB();此时对象A持有了对象B的引用。因为现在对象A依赖于对象B，如果后者发生变动那么我们必须对A进行重新编译。当然生命周期并不像这么简单，对象的创建非常复杂，如果有更多的耦合维护将是一个困难且昂贵的过程。为了避免这类情况的发生，就需要创建设计模式来解决。可以尝试在客户端和对象的创建者之间创建松耦合，并且给设计者带来其它的好处。工厂方法设计模式就是解决这类问题的方案之一。常见使用：工厂方法设计模式普遍使用于各种框架之中，例如Struts,Spring,Apache和装饰设计模式的结合使用。这里也有多种基于工厂模式的J2EE模式，例如DAO模式。让我们来看一个关于服装工厂的例子，此时我们正在设计各种各样的衣服但是客户完全不知道这些服装是如何被创建的。虽然我们添加了一个新的服装类型像夹克，但是客户端代码不需要修改，这就增加了应用程序的灵活性。何时使用工厂方法设计模式？对象的创建如果需要代码复用却没有现成的代码可用时，工厂方法设计模式就派上用场了。类并不知道需要创建的是什么子类。子类可以指定应该创建什么样的对象。父类会委托它的子类创建对象。结构下图是强调工厂方法设计模式的一个典型结构。与前面的例子有所不同，这里多添加了一个抽象工厂（工厂）类。对应图中的参与者如下：产品：定义了工厂方法创建对象的接口。具体产品：实现产品的接口。工厂（创建者）：定义了工厂方法的抽象类并返回一个产品对象。具体工厂：该类实现和覆盖了父工厂类声明的方法。客户端（例如类A）想要使用被具体工厂类（类B）创建的产品。这样的话，客户端仅持有接口B的引用而不是对象‘类B’，这样就不需要知道任何有关类B的资源，事实上可以有多个类实现抽象类。工厂方法模式类允许子类来决定实例化哪一个类，这意味着什么？它基本上意味着工厂抽象类在不知道实际的具体产品角色类将被实例化为什么的情况下就能编码，例如它是裤子还是衬衫，这完全取决于具体的工厂类。现在让我们实现上述模式的商品服装厂（GarmentFactory）例子。让我们先做一些吧，我们不会为具体的产品例如Shirt.java和Trouser.java而重复写代码。这可以在工厂模式这篇文章中找到。用户正面临着一个新的工厂抽象类的建立。123publicabstractclassFactory{protectedabstractGarmentTypecreateGarments(Stringselection);}服装工厂类需要修改来继承抽象工厂类。12345678910publicclassGarmentFactoryextendsFactory{publicGarmentTypecreateGarments(Stringselection){if(selection.equalsIgnoreCase('Trouser')){returnnewTrouser();}elseif(selection.equalsIgnoreCase('Shirt')){returnnewShirt();}thrownewIllegalArgumentException('Selectiondoesnotexist');}}客户端类指的是用工厂类和createGarments（选择）类的工厂方法在运行的时候创建产品。123Factoryfactory=newGarmentFactory();GarmentTypeobjGarmentType=factory.createGarments(selection);System.out.println(objGarmentType.print());好处：代码灵活，松耦合和可复用性，将对象创建的代码从客户端移到了工厂类，那就是它的子类。这非常易于维护相关代码，因为对象的创建非常集中。客户端代码只处理产品的接口，因此可以无需修改客户端的逻辑代码就能添加任何具体的产品。工厂方法的优势之一就是可以多次返回相同的实例，或者可以返回一个子类而不是一个具体类型的对象。它鼓励通过工厂创建代码对象的一致性，每个人都必须遵循一套明确的规则，这避免了在不同的客户端使用不同的构造函数。例子：JDBC是该模式的一个很好的例子；数据库应用程序不需要知道它将使用哪种数据库，所以它也不知道应该使用什么具体的数据库驱动类。相反，它使用工厂方法来获取连接、语句和其它对象，这使得改变后台数据库变得非常灵活同时并不会改变你的DAO层。