设计模式系列之工厂模式三兄弟(Factory Pattern) (2)

简单工厂模式虽然简单,但存在一个很严重的问题。当系统中需要引入新产品时,由于静态工厂方法通过所传入参数的不同来创建不同的产品,这必定要修改工厂类的源代码,将违背“开闭原则”,如何实现增加新产品而不影响已有代码?工厂方法模式应运而生。

模式定义

在工厂方法模式中,我们不再提供一个统一的工厂类来创建所有的产品对象,而是针对不同的产品提供不同的工厂,系统提供一个与产品等级结构对应的工厂等级结构。工厂方法模式定义如下:

工厂方法模式(Factory Method Pattern):定义一个用于创建对象的接口,让子类决定将哪一个类实例化。工厂方法模式让一个类的实例化延迟到其子类。工厂方法模式又简称为工厂模式(Factory Pattern),又可称作虚拟构造器模式(Virtual Constructor Pattern)或多态工厂模式(Polymorphic Factory Pattern)。工厂方法模式是一种类创建型模式。

模式结构图

工厂方法模式提供一个抽象工厂接口来声明抽象工厂方法,而由其子类来具体实现工厂方法,创建具体的产品对象。工厂方法模式结构如图所示:

工厂方法模式结构图

在工厂方法模式结构图中包含如下几个角色:

Product(抽象产品):它是定义产品的接口,是工厂方法模式所创建对象的超类型,也就是产品对象的公共父类。

ConcreteProduct(具体产品):它实现了抽象产品接口,某种类型的具体产品由专门的具体工厂创建,具体工厂和具体产品之间一一对应。

Factory(抽象工厂):在抽象工厂类中,声明了工厂方法(Factory Method),用于返回一个产品。抽象工厂是工厂方法模式的核心,所有创建对象的工厂类都必须实现该接口。

ConcreteFactory(具体工厂):它是抽象工厂类的子类,实现了抽象工厂中定义的工厂方法,并可由客户端调用,返回一个具体产品类的实例。

模式伪代码

与简单工厂模式相比,工厂方法模式最重要的区别是引入了抽象工厂角色,抽象工厂可以是接口,也可以是抽象类或者具体类,其典型代码如下所示:

public interface Factory { Product factoryMethod(); }

在抽象工厂中声明了工厂方法但并未实现工厂方法,具体产品对象的创建由其子类负责,客户端针对抽象工厂编程,可在运行时再指定具体工厂类,具体工厂类实现了工厂方法,不同的具体工厂可以创建不同的具体产品,其典型代码如下所示:

public class ConcreteFactory implements Factory { @Override public Product factoryMethod() { return new ConcreteProduct(); } }

在客户端代码中,只需关心工厂类即可,不同的具体工厂可以创建不同的产品,典型的客户端类代码片段如下所示:

public class Client { public static void main(String[] args) { // 确定是哪个工厂可得到产品 Factory factory = new ConcreteFactory(); // 获取产品 Product product = factory.factoryMethod(); } } 模式简化

有时候,为了进一步简化客户端的使用,还可以对客户端隐藏工厂方法,此时,在工厂类中将直接调用产品类的业务方法,客户端无须调用工厂方法创建产品,直接通过工厂即可使用所创建的对象中的业务方法。

// 改为抽象类 public class AbstractFactory { // 在工厂类中直接调用产品类的业务方法 public void productMethod() { Product product = this.createProduct(); product.method(); } public abstract Product createProduct(); }

通过将业务方法的调用移入工厂类,可以直接使用工厂对象来调用产品对象的业务方法,客户端无须直接调用工厂方法,在客户端并不关心Product细节的情况下使用这种设计方案会更加方便。

模式小结

工厂方法模式能够让工厂可以自主确定创建何种产品对象,而如何创建这个对象的细节则完全封装在具体工厂内部,用户只需要关心所需产品对应的工厂,无须关心创建细节,甚至无须知道具体产品类的类名。基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键。

抽象工厂模式

工厂方法模式通过引入工厂等级结构,解决了简单工厂模式中工厂类职责太重的问题,但由于工厂方法模式中的每个工厂只生产一类产品,可能会导致系统中存在大量的工厂类,势必会增加系统的开销。此时,我们可以考虑将一些相关的产品组成一个产品族,由同一个工厂来统一生产,这就是我们本文将要学习的抽象工厂模式的基本思想。

这里我斗胆举个例子来说明一下吧,如果不恰当欢迎指出。

众所周知,国内知名的电器厂有海尔、海信(姑且就认为是2个),电器厂会生产电视机、电冰箱、空调(姑且就认为是3种产品)。

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