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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