前言

工廠方法模式是對(duì)簡(jiǎn)單工廠模式的改進(jìn)，它通過(guò)對(duì)工廠類進(jìn)行抽象形成一個(gè)抽象工廠接口，再讓具體的工廠負(fù)責(zé)對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的創(chuàng)建，使得在增加產(chǎn)品的場(chǎng)景中也滿足“開閉原則”。希望通過(guò)本文的學(xué)習(xí)，你可以掌握這種設(shè)計(jì)模式。

為了方便學(xué)習(xí)和交流，我會(huì)把「手撕設(shè)計(jì)模式」系列的代碼上傳到Github，需要的小伙伴可以到上面下載（記得順手star一下哦~）。

GitHub地址：https://github.com/VeggieOrz/DesignPattern

文章目錄

• 前言
• 1. 模式動(dòng)機(jī)
• 2. 模式定義
• 3. 模式結(jié)構(gòu)
• 4. 模式實(shí)現(xiàn)
• 5. 模式總結(jié)
• • 5.1 優(yōu)點(diǎn)
  • 5.2 缺點(diǎn)
  • 5.3 應(yīng)用場(chǎng)景
• 參考資料

1. 模式動(dòng)機(jī)

從上一篇博文「簡(jiǎn)單工廠模式」中，我們了解到它在增添新產(chǎn)品時(shí)必須修改工程類，不滿足“開閉原則”。為了在簡(jiǎn)單工廠模式的基礎(chǔ)上提高工廠類的拓展性，我們就引入了簡(jiǎn)單工廠模式，它的工廠類多了一層抽象工廠，具體產(chǎn)品對(duì)象的創(chuàng)建由和與之對(duì)應(yīng)的具體工廠來(lái)負(fù)責(zé)。

工廠方法模式降低了單個(gè)工廠的職責(zé)，每次新增產(chǎn)品時(shí)，只要加入新的具體產(chǎn)品類和具體工程類即可，符合開閉原則。（可以結(jié)合下圖理解）

2. 模式定義

工廠方法模式（Factory Method Pattern）簡(jiǎn)稱工廠模式，屬于類創(chuàng)建模式。在工廠方法模式中，工廠父類負(fù)責(zé)定義創(chuàng)建產(chǎn)品對(duì)象的公共接口，而工廠子類負(fù)責(zé)生成具體的產(chǎn)品類對(duì)象，這樣做的目的是將產(chǎn)品類的實(shí)例化操作延遲到工廠子類中完成，即通過(guò)工廠子類來(lái)確定究竟應(yīng)該實(shí)例化哪一個(gè)具體產(chǎn)品類。

3. 模式結(jié)構(gòu)

工廠方法模式的結(jié)構(gòu)圖如下：

其中包含四個(gè)角色：

• Product（抽象產(chǎn)品）：抽象產(chǎn)品時(shí)定義產(chǎn)品的接口，是工廠方法模式所創(chuàng)建的超類，也是所有具體產(chǎn)品類的共同父類或接口。
• ConcreteProduct（具體產(chǎn)品角色）：具體產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了抽象產(chǎn)品接口，某種類型的具體產(chǎn)品3由專門的工廠創(chuàng)建，它們之間一一對(duì)應(yīng)。
• Factory（抽象工廠）：這是工廠方法模式的核心，類中聲明了用于創(chuàng)建產(chǎn)品的factoryMethod()，任何在模式中創(chuàng)建對(duì)象的工廠都必須實(shí)現(xiàn)該接口。
• ConcreteFactory（具體工廠）：具體工廠是抽象工廠的子類，實(shí)現(xiàn)了抽象工廠中定義的factoryMethod()方法，負(fù)責(zé)具體產(chǎn)品的創(chuàng)建。

4. 模式實(shí)現(xiàn)

（1）抽象產(chǎn)品

public interface Product {public void use(); }

（2）具體產(chǎn)品

public class ConcreteProductA implements Product{public void use() {System.out.println("This is Product A.");} }

（3）抽象工廠

需要注意：工廠方法的返回類型必須是抽象產(chǎn)品類。

public interface Factory {// 工廠方法factoryMethodpublic Product createProduct(); }

（4）具體工廠

public class ConcreteFactoryA implements Factory{public Product createProduct() {System.out.println("Product A is being produced.");return new ConcreteProductA();} }

（5）工具類 and 配置文件

工具類主要用來(lái)進(jìn)行配置文件的讀取，讀出想要?jiǎng)?chuàng)建的類型，然后通過(guò)Java提供的反射機(jī)制創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的對(duì)象。

public class XMLUtil {// 讀取XML配置文件中具體類的類名，并返回一個(gè)實(shí)例對(duì)象public static Object getBean() throws Exception {try {// 創(chuàng)建文檔對(duì)象DocumentBuilderFactory dFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance();DocumentBuilder builder = dFactory.newDocumentBuilder();Document doc;doc = builder.parse(new File("./src/factoryMethod/config.xml"));// 獲取包含類名的文本節(jié)點(diǎn)NodeList nodeList = doc.getElementsByTagName("className");Node classNode = nodeList.item(0).getFirstChild();String className = classNode.getNodeValue();// 通過(guò)類名生成實(shí)例對(duì)象并將其返回Class<?> c = Class.forName(className);Object obj = c.newInstance();return obj;} catch (Exception e) {// 如果該類名找不到就拋出異常throw new Exception("Sorry,This kind of product is not found");}} }

寫配置文件時(shí)候，要注意類的路徑需要加上包名，否則會(huì)拋出java.lang.ClassNotFoundException異常。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <config><className>factoryMethod.factory.ConcreteFactoryA</className> </config>

（6）客戶端

public class Client {public static void main(String[] args) {try {Factory factory;Product product;// 先通過(guò)讀取配置文件和Java反射機(jī)制創(chuàng)建工廠factory = (Factory)XMLUtil.getBean();// 工廠負(fù)責(zé)創(chuàng)建相應(yīng)的產(chǎn)品product = factory.createProduct();product.use();} catch (Exception e) {System.out.println(e.getMessage());}} }

完成了這些只后，就知道了工廠方法模式的具體實(shí)現(xiàn)，但是上面代碼還沒(méi)體現(xiàn)到這種設(shè)計(jì)模式的優(yōu)點(diǎn)。我們不妨思考一下，如果現(xiàn)在要挑添加一個(gè)ConcreteProductB，并將要?jiǎng)?chuàng)建的產(chǎn)品改為添加的這個(gè)產(chǎn)品，應(yīng)該如何操作呢？

• 先新建一個(gè)實(shí)現(xiàn)Product接口的ConcreteProductB類；
• 然后再新建一個(gè)實(shí)現(xiàn)了Factory接口的ConcreteFactoryB類，專門負(fù)責(zé)產(chǎn)品類ConcreteProductB的創(chuàng)建；
• 最后再將配置文件修改為ConcreteFactoryB類的路徑即可。

由此可見(jiàn)，工廠方法模式添加新產(chǎn)品時(shí)也不需要對(duì)模式中原有的代碼進(jìn)行修改！

5. 模式總結(jié)

5.1 優(yōu)點(diǎn)

• 工廠方法用來(lái)創(chuàng)建客戶所需要的產(chǎn)品，同時(shí)還向客戶隱藏了哪種具體產(chǎn)品類將被實(shí)例化這一細(xì)節(jié)。
• 能夠讓工廠自主確定創(chuàng)建何種產(chǎn)品對(duì)象，而如何創(chuàng)建這個(gè)對(duì)象的細(xì)節(jié)則完全封裝在具體工廠內(nèi)部。
• 拓展性好，在系統(tǒng)中加入新產(chǎn)品時(shí)，不需要對(duì)已有代碼進(jìn)行修改，只要加上新的產(chǎn)品類和對(duì)應(yīng)工廠類即可，完全符合開閉原則。

5.2 缺點(diǎn)

• 系統(tǒng)中類的個(gè)數(shù)將成對(duì)增加，在一定程度上增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度，會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)一定的額外開銷。
• 增加了系統(tǒng)的抽象性和理解難度。

5.3 應(yīng)用場(chǎng)景

• 客戶端不知道它所需要的對(duì)象的類，客戶端不需要知道具體產(chǎn)品類的類名， 只需要知道所對(duì)應(yīng)的工廠即可，具體產(chǎn)品對(duì)象由具體工廠類創(chuàng)建。
• 抽象工廠類通過(guò)其子類來(lái)指定創(chuàng)建哪個(gè)對(duì)象。

參考資料

《Java設(shè)計(jì)模式》

Factory Method | GitHub

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的手撕设计模式之「工厂方法模式」（Java描述）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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