工厂方法模式

# 一.简介

# 1. 什么是工厂方法模式

工厂方法模式是一种创建型设计模式，其在父类中提供一个创建对象的方法，允许子类决定实例化对象的类型。

即工厂子类重写方法实现具体的创建逻辑，客户端引用抽象工厂和抽象对象获取实例，客户端无需关心创建怎么样的对象和如何创建对象，只需要拿到对应的抽象工厂和抽象产品。

简单工厂模式最大的缺点是当有新产品要加入到系统中时，必须修改工厂类，加入必要的处理逻辑，这违背了“开闭原则”。在简单工厂模式中，所有的产品都是由同一个工厂创建，工厂类职责较重，业务逻辑较为复杂，具体产品与工厂类之间的耦合度高，严重影响了系统的灵活性和扩展性

# 2.问题

比如开发一个物流管理系统，最开始的时候只能处理卡车运输，所以大部分的核心代码在名为卡车的类中。

但是随着业务越做越大，后面提出了进行开通海上运输的服务要求。

代码问题该怎么怎么处理呢？如果在以前卡车的逻辑上进行修改代码，可能会非常复杂，因为可能需要修改以前的代码,更糟糕的是，如何在后续过程又要增加一种新的运输方式，可能修改的代码更多。

最后，不得不编写复杂的代码，根据不同的运输对象的类，在应用中进行不同的处理。

# 3.解决方法

工厂方法模式建议使用特殊的工厂方法代替对于对象构造函数的直接调用（即使用 new运算符）。不用担心，对象仍将通过 new运算符创建，只是该运算符改在工厂方法中调用罢了。工厂方法返回的对象通常被称作 “产品”。

现在我们可以在子类中重写工厂方法，从而改变创建产品的类型。

注意：仅当这些产品具有共同的基类或者接口时，子类才能返回不同类型的产品，同时基类中的工厂方法还应将其返回类型声明为这一共有接口。

按照上面的例子：卡车Truck和 轮船Ship类都必须实现 运输Transport接口，该接口声明了一个名为 deliver交付的方法。每个类都将以不同的方式实现该方法：卡车走陆路交付货物，轮船走海路交付货物。 陆路运输RoadLogistics类中的工厂方法返回卡车对象，而 海路运输SeaLogistics类则返回轮船对象。

调用工厂方法的代码（通常被称为客户端代码）无需了解不同子类返回实际对象之间的差别。客户端将所有产品视为抽象的 运输 。客户端知道所有运输对象都提供 交付方法，但是并不关心其具体实现方式。

# 二.UML

工厂方法的目的是使得创建对象和使用对象是分离的，并且客户端总是引用抽象工厂和抽象产品

产品（Product）将会对接口进行声明。对于所有由创建者及其子类构建的对象，这些接口都是通用的。
具体产品 （Concrete Products）是产品接口的不同实现。
创建者 （Creator）类声明返回产品对象的工厂方法。该方法的返回对象类型必须与产品接口相匹配。

你可以将工厂方法声明为抽象方法，强制要求每个子类以不同方式实现该方法。或者，你也可以在基础工厂方法中返回默认产品类型。

注意，尽管它的名字是创建者，但它最主要的职责并不是创建产品。一般来说，创建者类包含一些与产品相关的核心业务逻辑。工厂方法将这些逻辑处理从具体产品类中分离出来。打个比方，大型软件开发公司拥有程序员培训部门。但是，这些公司的主要工作还是编写代码，而非生产程序员。
具体创建者 （Concrete Creators）将会重写基础工厂方法，使其返回不同类型的产品。

注意，并不一定每次调用工厂方法都会创建新的实例。工厂方法也可以返回缓存、对象池或其他来源的已有对象。

即在接口或抽象类中定义了核心逻辑，在其子类中根据不同的业务进行产品创建实现。客户端只需要拿到抽象工厂的引用，就可以拿到对应的抽象产品，客户端不需要关心创建的是什么产品，也不需要关心如何创建这个产品。

# 三.代码案例

我们拿生产手机和电脑举例

定义抽象产品和具体产品


public interface Product{
    …………
}

class Phone implements Product{
    
    …………
}

class Computer implements Product{
    
    …………
}

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定义抽象工厂和具体工厂

public interface Factory{
    
    
    Product createProduct();
}

class PhoneFactory implements Factory{
    
    //在子类中实现创建对象
    public Product createProduct(){
        return new Phone();
    }
    
}

class ComputerFactory implements Factory{
    //在子类中实现创建对象
    public Product createProduct(){
        return new Computer();
    }
}

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编写客户端

psvm{
    //客户端只需要改动这里的具体工厂，就可以实现创建对应的创建的对象，不需要考虑是怎么进行创建的。
    //还可以使用反射+配置文件的方式进行具体工厂的创建。
    Factory f=new PhoneFactory();
    
    Product product=f.createProduct();
}

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# 四.适用场景

当你在编写代码的过程中， 如果无法预知对象确切类别及其依赖关系时， 可使用工厂方法。

如果你希望用户能扩展你软件库或框架的内部组件，可使用工厂方法。

如果你希望复用现有对象来节省系统资源， 而不是每次都重新创建对象， 可使用工厂方法。

# 五.优缺点

你可以避免创建者和具体产品之间的紧密耦合。
单一职责原则。你可以将产品创建代码放在程序的单一位置，从而使得代码更容易维护。
开闭原则。无需更改现有客户端代码，你就可以在程序中引入新的产品类型。
应用工厂方法模式需要引入许多新的子类，代码可能会因此变得更复杂。最好的情况是将该模式引入创建者类的现有层次结构中。

# 六.与其他模式的关系

在许多设计工作的初期都会使用工厂方法模式 (opens new window) （较为简单，而且可以更方便地通过子类进行定制），随后演化为使用抽象工厂模式 (opens new window)、原型模式 (opens new window)或生成器模式 (opens new window) （更灵活但更加复杂）。
抽象工厂模式 (opens new window)通常基于一组工厂方法 (opens new window)，但你也可以使用原型模式 (opens new window)来生成这些类的方法。
你可以同时使用工厂方法 (opens new window)和迭代器模式 (opens new window)来让子类集合返回不同类型的迭代器，并使得迭代器与集合相匹配。
原型 (opens new window)并不基于继承，因此没有继承的缺点。另一方面，原型需要对被复制对象进行复杂的初始化。工厂方法 (opens new window)基于继承，但是它不需要初始化步骤。
工厂方法 (opens new window)是模板方法模式 (opens new window)的一种特殊形式。同时， 工厂方法可以作为一个大型模板方法中的一个步骤。

# 七.案例

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上次更新: 2024/02/22, 14:03:19

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