设计模式06 —— 工厂模式

设计模式06 —— 工厂模式

本教程参考：菜鸟教程 - 学的不仅是技术，更是梦想！ (runoob.com)

参考书：《图解设计模式》

本系列为本人学习笔记，和课程学习笔记，资料和参考均源自互联网，希望各位大佬多多指点！

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介绍

工厂模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

工厂模式提供了一种将对象的实例化过程封装在工厂类中的方式。通过使用工厂模式，可以将对象的创建与使用代码分离，提供一种统一的接口来创建不同类型的对象。

在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。

意图：定义一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。

主要解决：主要解决接口选择的问题。

何时使用：我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。

如何解决：让其子类实现工厂接口，返回的也是一个抽象的产品。

关键代码：创建过程在其子类执行。

应用实例： 1、您需要一辆汽车，可以直接从工厂里面提货，而不用去管这辆汽车是怎么做出来的，以及这个汽车里面的具体实现。 2、Hibernate 换数据库只需换方言和驱动就可以。

优点： 1、一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。 2、扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。 3、屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。

缺点：每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。

使用场景： 1、日志记录器：记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等，用户可以选择记录日志到什么地方。 2、数据库访问，当用户不知道最后系统采用哪一类数据库，以及数据库可能有变化时。 3、设计一个连接服务器的框架，需要三个协议，"POP3"、"IMAP"、"HTTP"，可以把这三个作为产品类，共同实现一个接口。

注意事项：作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需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，特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度。

工厂模式包含以下几个核心角色：

• 抽象产品（Abstract Product）：定义了产品的共同接口或抽象类。它可以是具体产品类的父类或接口，规定了产品对象的共同方法。
• 具体产品（Concrete Product）：实现了抽象产品接口，定义了具体产品的特定行为和属性。
• 抽象工厂（Abstract Factory）：声明了创建产品的抽象方法，可以是接口或抽象类。它可以有多个方法用于创建不同类型的产品。
• 具体工厂（Concrete Factory）：实现了抽象工厂接口，负责实际创建具体产品的对象。

举例学习

如下的程序作用是制作身份证

在framework的包中，有一个如下的Product类，是一个抽象类，只有一个抽象方法为use，而use的实现交给Product类的子类负责。

在如下的框架framework中，定义了产品是”任意的可以use的“东西。

在framework包中的Factory类中，我们使用了Template Method模式，声明了用于”生成产品“的createProduct抽象方法，和用于”注册产品“的registerProduct抽象方法。

只要是Factory Method模式，在生成实例的时候一定会用到Template Method模式

以上的内容都是framework包的代码，后面的主要内容为”工厂的加工处理“的部分，即idcard包。

IDCardFactory类，实现了createProduct方法和registerProduct方法。

注意事项

代码的拓展

目前已经有了一个framework，还有一个idcard的“生产线”——IDCard和IDCardFactory。如果我们再生产一个新的产品，也不需要修改framework包中的任何内容，直接import framework包，就可以编写television包。

方法的实现的三种方式

在Factory中实现“createProduct”具体的实现方法有以下几种。

• 指定为抽象方法

  • public abstract Product createProduct(){}

• 为其实现默认的处理方式

  • class Factory {
        public Product createProduct(String name){
            return new Product(name);
        }
    }
    

  • 但是这种方式需要new Product了，所以Product类不能定义为抽象类

• 抛出异常

  • class Factory{
        public Product createProduct(String name){
            throw new FactoryMethodRuntimeException();
        }
    }
    

  • 但是就必须另外编写FactoryMethodRuntimeException的类

使用模式与开发人员的沟通

之前的templateMethod模式和现在的FactoryMethod模式，在实际的工作中，仅仅阅读单个类是很难理解这个类的行为的，所以必须通过注释等方式来进行沟通。让黑作者们了解这些抽象方法需要在子类中实现。

建议在程序注释和开发文档中记录所使用的设计模式的名称和意图。