java設計模式之工廠方法詳解

一、概念

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

二、模式動機

          定義一個抽像的工廠，將產品的具體創建工作推遲到抽像工廠的具體子類中，有些產品的創建非常復雜，試想如果將所有具體產品的創建工作都像簡單工廠一樣放到一個靜態工廠方法中，那么這個工廠方法將無比巨大，且當需要擴展增加新的產品時，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，對于每個具體產品的創建都有一個具體的工廠來創建，如果新增產品，只需要新增一個實現抽像工廠（或工廠接口）的具體工廠即可，也符合了開-閉原則。

三、模式的結構

        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，與應用程序無關，任何在模式中創建對像的工廠都必須實現這個接口，該角色往往是一個抽像的JAVA類或者接口。

       2.具體工廠角色：該角色實現了抽像工廠，創建具體的產品，通常由一個具體的JAVA類來實現。

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

       4.具體產品角色：該角色實現了抽像產品接口，工廠方法所創建的每個對像都是這個角色的實例。 

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

如現在有一個生產輪胎的工廠，該工廠可以生產benz車用的輪胎，還可以生產 bmw車子用的輪胎，后續還有可能生產audi車用的輪胎等等。由于 benz車用的輪態和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品線（相當于一個子工廠）來生產（實例化），我們就可以用工廠的方法來

描述輪胎的產生過程，每個輪胎都顏色，都有壽命和胎面寬度等指標，于是我們可以抽像出一個輪胎的接口，所有的輪胎都應該是實現這個接口的類的實例，如下圖所示：

當我們又增加了一條生產Audi車輪胎的產品線時，工廠方法能很好的適應，如上圖我們只需增加一個AudiTire的具體產品類，然后再增加一個實例化該產品類的AudiTireFactory工廠就可以了，其它的工廠及產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品等級下增加新的產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品等級結構下的產品進行有效擴展，如上例，如果我們要增一個發動機的產品，工廠類就無法適應了。

六、模式的變體與擴展

　　如一個輪胎廠，他是benz旗下的子公司，他只生產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性工廠功能就退化了，如下圖：

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

　 該工廠只生產benz車輪胎，那么輪胎的抽像接口其實也沒有必要了，可以進一步退化如下圖：

七、與其它模式的關系

　　暫略

八、模式優缺點

　   工廠方法模式，在同一個產品等級結構下，可以有效的支持開閉原則，但是不適用于增加新的產品等級結構

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