java設(shè)計(jì)模式之工廠方法詳解

一、概念

         工廠方法模式是類的創(chuàng)建模式，又叫虛擬構(gòu)造子模式（virtual constructor） 或者多態(tài)性工廠模式。

二、模式動機(jī)

          定義一個抽像的工廠，將產(chǎn)品的具體創(chuàng)建工作推遲到抽像工廠的具體子類中，有些產(chǎn)品的創(chuàng)建非常復(fù)雜，試想如果將所有具體產(chǎn)品的創(chuàng)建工作都像簡單工廠一樣放到一個靜態(tài)工廠方法中，那么這個工廠方法將無比巨大，且當(dāng)需要擴(kuò)展增加新的產(chǎn)品時，就必須修改原先的工廠方法，違背了開-閉原則，而工廠方法模式，對于每個具體產(chǎn)品的創(chuàng)建都有一個具體的工廠來創(chuàng)建，如果新增產(chǎn)品，只需要新增一個實(shí)現(xiàn)抽像工廠（或工廠接口）的具體工廠即可，也符合了開-閉原則。

三、模式的結(jié)構(gòu)

        從上圖中我們可以看出，工廠方法涉及到4個角色

       1.抽像工廠角色：該角色是工廠方法模式的核心，與應(yīng)用程序無關(guān)，任何在模式中創(chuàng)建對像的工廠都必須實(shí)現(xiàn)這個接口，該角色往往是一個抽像的JAVA類或者接口。

       2.具體工廠角色：該角色實(shí)現(xiàn)了抽像工廠，創(chuàng)建具體的產(chǎn)品，通常由一個具體的JAVA類來實(shí)現(xiàn)。

       3.抽像產(chǎn)品角色：工廠方法模式所創(chuàng)建的產(chǎn)品的超類型，通常是一個JAVA抽像類或者JAVA接口。

       4.具體產(chǎn)品角色：該角色實(shí)現(xiàn)了抽像產(chǎn)品接口，工廠方法所創(chuàng)建的每個對像都是這個角色的實(shí)例。 

樣例代碼如下：

public abstract class Product 
{
 
 /**
 * @roseuid 59AA7B2D03E7
 */
 public Product() 
 {
 
 }
}


public class ConcreteProduct1 extends Product 
{
 
 /**
 * @roseuid 59AA7B2D037A
 */
 public ConcreteProduct1() 
 {
 
 }
}

public class ConcreteProduct2 extends Product 
{
 
 /**
 * @roseuid 59AA7B2D03A1
 */
 public ConcreteProduct2() 
 {
 
 }
}


public abstract class Creator 
{
 
 /**
 * @roseuid 59AA7B1600C6
 */
 public Creator() 
 {
 
 }
 
 /**
 * @return Product
 * @roseuid 59AA77070055
 */
 public abstract Product factoryMethod();
}


public class ConcreteCreator1 extends Creator 
{
 
 /**
 * @roseuid 59AA7B2D031A
 */
 public ConcreteCreator1() 
 {
 
 }
 
 /**
 * @return Product
 * @roseuid 59AA7707007B
 */
 public Product factoryMethod() 
 {
 return new ConcreteProduct1();
 }
}


public class ConcreteCreator2 extends Creator 
{
 
 /**
 * @roseuid 59AA7B2D034C
 */
 public ConcreteCreator2() 
 {
 
 }
 
 /**
 * @return Product
 * @roseuid 59AA7707009B
 */
 public Product factoryMethod() 
 {
  return new ConcreteProduct2();
 }
}

public class Client 
{
 private Creator theCreator;
 
 /**
 * @roseuid 59AA7AFC02D7
 */
 public Client() 
 {
    theCreator=new ConcreteCreator();
    Product product=thCreator.factoryMathod();
 
 }
}

四。模式樣例

如現(xiàn)在有一個生產(chǎn)輪胎的工廠，該工廠可以生產(chǎn)benz車用的輪胎，還可以生產(chǎn) bmw車子用的輪胎，后續(xù)還有可能生產(chǎn)audi車用的輪胎等等。由于 benz車用的輪態(tài)和bmw車子用的輪輪胎可能有比較大的差別，所用的材料和模具都會有所不同，工藝要求也不同，可以說要用不同的產(chǎn)品線（相當(dāng)于一個子工廠）來生產(chǎn)（實(shí)例化），我們就可以用工廠的方法來

描述輪胎的產(chǎn)生過程，每個輪胎都顏色，都有壽命和胎面寬度等指標(biāo)，于是我們可以抽像出一個輪胎的接口，所有的輪胎都應(yīng)該是實(shí)現(xiàn)這個接口的類的實(shí)例，如下圖所示：

當(dāng)我們又增加了一條生產(chǎn)Audi車輪胎的產(chǎn)品線時，工廠方法能很好的適應(yīng)，如上圖我們只需增加一個AudiTire的具體產(chǎn)品類，然后再增加一個實(shí)例化該產(chǎn)品類的AudiTireFactory工廠就可以了，其它的工廠及產(chǎn)品類不需要做任何的修改，從此可以看出工廠方法模式對于同一產(chǎn)品等級下增加新的產(chǎn)品時是支持開閉原則的。

五、模式的約束

　　該模式只針對一個產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)下的產(chǎn)品進(jìn)行有效擴(kuò)展，如上例，如果我們要增一個發(fā)動機(jī)的產(chǎn)品，工廠類就無法適應(yīng)了。

六、模式的變體與擴(kuò)展

　　如一個輪胎廠，他是benz旗下的子公司，他只生產(chǎn)benz車所使用的輪胎，那么這時抽像工廠類就沒有必要了，只需要一個具體工廠就可以了，這時工廠方法模式的多態(tài)性工廠功能就退化了，如下圖：

　　往往工廠只需要一個實(shí)例就可以了，所以上圖工廠類的factoryMethod()就可以直接改為靜態(tài)的方法，這樣就直接退化為了簡單工廠模式。

　 該工廠只生產(chǎn)benz車輪胎，那么輪胎的抽像接口其實(shí)也沒有必要了，可以進(jìn)一步退化如下圖：

七、與其它模式的關(guān)系

　　暫略

八、模式優(yōu)缺點(diǎn)

　   工廠方法模式，在同一個產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)下，可以有效的支持開閉原則，但是不適用于增加新的產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)

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