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23种设计模式(2):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

interface IProduct {	public void productMethod();}class Product implements IProduct {	public void productMethod() {		System.out.println("产品");	}}interface IFactory {	public IProduct createProduct();}class Factory implements IFactory {	public IProduct createProduct() {		return new Product();	}}public class Client {	public static void main(String[] args) {		IFactory factory = new Factory();		IProduct prodect = factory.createProduct();		prodect.productMethod();	}}

工厂模式:

        首先须要说一下工厂模式。工厂模式依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经常使用到的一种模式。它的主要长处有:

  • 能够使代码结构清晰,有效地封装变化。在编程中,产品类的实例化有时候是比較复杂和多变的,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,仅仅需依赖工厂就可以得到自己想要的产品。
  • 对调用者屏蔽详细的产品类。假设使用工厂模式,调用者仅仅关心产品的接口就能够了,至于详细的实现,调用者根本无需关心。即使变更了详细的实现,对调用者来说没有不论什么影响。
  • 减少耦合度。产品类的实例化通常来说是非常复杂的,它须要依赖非常多的类,而这些类对于调用者来说根本无需知道,假设使用了工厂方法,我们须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能够看到,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,工厂实现决定怎样实例化产品,是实现扩展的途径,须要有多少种产品,就须要有多少个详细的工厂实现。
  • 产品接口。产品接口的主要目的是定义产品的规范,全部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。相同,产品接口也能够用抽象类来取代,但要注意最好不要违反里氏替换原则。
  • 产品实现。实现产品接口的详细类,决定了产品在client中的详细行为。

        前文提到的简单工厂模式跟工厂方法模式极为相似,差别是:简单工厂仅仅有三个要素,他没有工厂接口,而且得到产品的方法通常是静态的。由于没有工厂接口,所以在工厂实现的扩展性方面稍弱,能够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:

        无论是简单工厂模式,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,在不论什么须要生成复杂对象的地方,都能够使用工厂方法模式。有一点须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,特别是仅仅须要通过new就能够完毕创建的对象,无需使用工厂模式。假设使用工厂模式,就须要引入一个工厂类,会添加系统的复杂度。

       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须要添加依赖关系时,能够考虑使用工厂模式。将会大大减少对象之间的耦合度。

       再次,因为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毕,扩展性比較好。也就是说,当须要系统有比較好的扩展性时,能够考虑工厂模式,不同的产品用不同的实现工厂来组装。

      

典型应用

       要说明工厂模式的长处,可能没有比组装汽车更合适的样例了。场景是这种:汽车由发动机、轮、底盘组成,如今须要组装一辆车交给调用者。假如不使用工厂模式,代码例如以下:

class Engine {	public void getStyle(){		System.out.println("这是汽车的发动机");	}}class Underpan {	public void getStyle(){		System.out.println("这是汽车的底盘");	}}class Wheel {	public void getStyle(){		System.out.println("这是汽车的轮胎");	}}public class Client {	public static void main(String[] args) {		Engine engine = new Engine();		Underpan underpan = new Underpan();		Wheel wheel = new Wheel();		ICar car = new Car(underpan, wheel, engine);		car.show();	}}


        能够看到,调用者为了组装汽车还须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。而且很不利于扩展。另外,本例中发动机、底盘和轮胎还是比較详细的,在实际应用中,可能这些产品的组件也都是抽象的,调用者根本不知道如何组装产品。假如使用工厂方法的话,整个架构就显得清晰了很多。

interface IFactory {	public ICar createCar();}class Factory implements IFactory {	public ICar createCar() {		Engine engine = new Engine();		Underpan underpan = new Underpan();		Wheel wheel = new Wheel();		ICar car = new Car(underpan, wheel, engine);		return car;	}}public class Client {	public static void main(String[] args) {		IFactory factory = new Factory();		ICar car = factory.createCar();		car.show();	}}

        使用工厂方法后,调用端的耦合度大大减少了。而且对于工厂来说,是能够扩展的,以后假设想组装其它的汽车,仅仅须要再添加一个工厂类的实现就能够。不管是灵活性还是稳定性都得到了极大的提高。