工厂方法设计模式

前言：

简单工厂模式的问题：

• 工厂类集中了所有势力（产品）的创建逻辑，一旦这个工厂不能正常工作，整个系统都会受到影响；
• 违背了“开放-关闭原则”，一旦添加新产品就不得不修改工厂类的逻辑，这样就会造成工厂逻辑过于复杂；
• 简单工厂模式由于使用了静态工厂方法，静态方法不能被继承和重新，会造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构；

介绍：

定义：
工厂方法模式，又称工厂模式、多态工厂模式和虚拟构造器模式，通过定义工厂父类负责定义穿点对象的公共接口，而子类则负责生成具体的对象。

主要作用：
将类的实例化（具体产品的创建）延迟到工厂类的子类（具体工厂）中完成，即由子类来决定应该实例化（创建）哪一个类。

解决的问题：
工厂一旦需要生成新产品就需要修改工厂类的方法逻辑，违背了“开放-关闭”原则，即简单工厂模式的缺点。
2）之所以可以解决简单工厂的问题，是因为工厂方法模式把具体超的创建推迟到工厂类的子类（具体工厂）中，此时工厂类不再负责所有产品的创建，而只是给出具体工厂必须实现的接口，这样工厂方法模式在添加新产品的时候就不修改工厂类的逻辑二十添加新的工厂子类，符合开放-封闭原则，克服了简单工厂模式的缺点。

模式原理：

UML类图：

模式组成：

使用步骤：
1）创建抽象工厂类，定义具体工厂的公共接口；
2）创建抽象产品类，定义具体产品的公共接口；
3）创建具体产品类（继承抽象产品类），定义生成的具体产品；
3）床架具体工厂类（继承抽象工厂类），定义创建对应具体产品实例的方法；
5）外界通过调查具体工厂类的方法，从而创建不同具体产品类的实例；

实例讲解：

使用步骤：
1）创建抽象工厂类，定义具体工厂的公共接口；

abstract class Factory{
public abstract Product Manufacture();
}

2）创建抽象产品类，定义具体产品的公共接口；

abstract class Product{
public abstract void Show();
}

3）创建具体产品类（继承抽象产品类），定义生成的具体产品；

//具体产品A类
class  ProductA extends  Product{
@Override
public void Show() {
System.out.println("生产出了产品A");
}
}

//具体产品B类
class  ProductB extends  Product{

@Override
public void Show() {
System.out.println("生产出了产品B");
}
}

3）床架具体工厂类（继承抽象工厂类），定义创建对应具体产品实例的方法；

//工厂A类 - 生产A类产品
class  FactoryA extends Factory{
@Override
public Product Manufacture() {
return new ProductA();
}
}

//工厂B类 - 生产B类产品
class  FactoryB extends Factory{
@Override
public Product Manufacture() {
return new ProductB();
}
}

5）外界通过调查具体工厂类的方法，从而创建不同具体产品类的实例；

//生产工作流程
public class FactoryPattern {
public static void main(String[] args){
//客户要产品A
FactoryA mFactoryA = new FactoryA();
mFactoryA.Manufacture().Show();

//客户要产品B
FactoryB mFactoryB = new FactoryB();
mFactoryB.Manufacture().Show();
}
}

结果：

生产出了产品A
生产出了产品B

优点：

1）更符合开放-关闭原则
新增一种产品时，只需要增加相应的具体产品类和相应的工厂子类即可。

而简单工厂模式需要修改工程类的判断逻辑

2）符合单一职责原则
每个具体工厂类只负责创建对应的产品

简单工厂中的工厂类存在复杂的switch逻辑判断

3）不使用静态工厂方法，可以形成基于继承的等级结构

简单工厂模式的工厂类使用静态工厂方法

总结：工厂模式可以说是简单工厂模式的进一步抽象和拓展，在保留了简单工厂的封装优点的同时，让扩展变得简单，让继承变得可行，增加了多态性的体现。

缺点：

1）添加新产品时，处理增加新产品类外，还要提供与之对应的具体工厂类，系统类的个数将成对增加，在一定程度上增加了系统的复杂度；同时，有更多的类需要编译和运行，会给系统带来以下额外的开销；
2）由于考虑到系统的课扩展性，需要引入抽象层，在客户端代码中均使用抽象层进行定义，增加了系统的抽象性和理解难度，且在实现时可能需要用到DOM、反射等技术，增加了系统的实现难度；
3）虽然保证了工厂方法内的修改关闭，但对于使用工厂方法的类，乳沟要更换另外一种产品，仍然需要自改实例化的具体工厂类；
4）一个具体工厂只能创建一种具体产品；

应用场景：

1）当一个类不知道他所需要的对象的类时
在工厂方法模式中，客户端不需要知道具体产品类的类名，只需要知道所对一个的工厂即可。
2）当一个类希望通过其子类来指定创建对象时
在工厂方模式中，对于抽象工厂类只需要提供一个创建产品的接口，而由子类来确定具体要创建的对象，利用面向对象的多态和里氏代换原则，才程序运行时，子类对象将覆盖父类对象，从而使得系统更容易扩展。
3）将创建对象的任务委托给多个工厂子类中的某一个，客户端在使用是可以无须关心是哪一个工厂子类创建产品字了，需要时再动态指定，课将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。

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