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。