设计模式（2）：工厂方法模式

定义：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类，工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。

类型：创建类模式

类图：

工厂方法模式代码

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  1. interface IProduct {  
  2.     public void productMethod();  
  3. }  
  4.   
  5. class Product implements IProduct {  
  6.     public void productMethod() {  
  7.         System.out.println("产品");  
  8.     }  
  9. }  
  10.   
  11. interface IFactory {  
  12.     public IProduct createProduct();  
  13. }  
  14.   
  15. class Factory implements IFactory {  
  16.     public IProduct createProduct() {  
  17.         return new Product();  
  18.     }  
  19. }  
  20.   
  21. public class Client {  
  22.     public static void main(String[] args) {  
  23.         IFactory factory = new Factory();  
  24.         IProduct prodect = factory.createProduct();  
  25.         prodect.productMethod();  
  26.     }  
  27. }  

工厂模式：

        首先需要说一下工厂模式。工厂模式根据抽象程度的不同分为三种：简单工厂模式（也叫静态工厂模式）、本文所讲述的工厂方法模式、以及抽象工厂模式。工厂模式是编程中经常用到的一种模式。它的主要优点有：

  • 可以使代码结构清晰，有效地封装变化。在编程中，产品类的实例化有时候是比较复杂和多变的，通过工厂模式，将产品的实例化封装起来，使得调用者根本无需关心产品的实例化过程，只需依赖工厂即可得到自己想要的产品。
  • 对调用者屏蔽具体的产品类。如果使用工厂模式，调用者只关心产品的接口就可以了，至于具体的实现，调用者根本无需关心。即使变更了具体的实现，对调用者来说没有任何影响。
  • 降低耦合度。产品类的实例化通常来说是很复杂的，它需要依赖很多的类，而这些类对于调用者来说根本无需知道，如果使用了工厂方法，我们需要做的仅仅是实例化好产品类，然后交给调用者使用。对调用者来说，产品所依赖的类都是透明的。

 

工厂方法模式：

       通过工厂方法模式的类图可以看到，工厂方法模式有四个要素：

  • 工厂接口。工厂接口是工厂方法模式的核心，与调用者直接交互用来提供产品。在实际编程中，有时候也会使用一个抽象类来作为与调用者交互的接口，其本质上是一样的。
  • 工厂实现。在编程中，工厂实现决定如何实例化产品，是实现扩展的途径，需要有多少种产品，就需要有多少个具体的工厂实现。
  • 产品接口。产品接口的主要目的是定义产品的规范，所有的产品实现都必须遵循产品接口定义的规范。产品接口是调用者最为关心的，产品接口定义的优劣直接决定了调用者代码的稳定性。同样，产品接口也可以用抽象类来代替，但要注意最好不要违反里氏替换原则。
  • 产品实现。实现产品接口的具体类，决定了产品在客户端中的具体行为。

        前文提到的简单工厂模式跟工厂方法模式极为相似，区别是：简单工厂只有三个要素，他没有工厂接口，并且得到产品的方法一般是静态的。因为没有工厂接口，所以在工厂实现的扩展性方面稍弱，可以算所工厂方法模式的简化版，关于简单工厂模式，在此一笔带过。

      

适用场景：

        不管是简单工厂模式，工厂方法模式还是抽象工厂模式，他们具有类似的特性，所以他们的适用场景也是类似的。

        首先，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。

       其次，工厂模式是一种典型的解耦模式，迪米特法则在工厂模式中表现的尤为明显。假如调用者自己组装产品需要增加依赖关系时，可以考虑使用工厂模式。将会大大降低对象之间的耦合度。

       再次，由于工厂模式是依靠抽象架构的，它把实例化产品的任务交由实现类完成，扩展性比较好。也就是说，当需要系统有比较好的扩展性时，可以考虑工厂模式，不同的产品用不同的实现工厂来组装。

      

典型应用

       要说明工厂模式的优点，可能没有比组装汽车更合适的例子了。场景是这样的：汽车由发动机、轮、底盘组成，现在需要组装一辆车交给调用者。假如不使用工厂模式，代码如下：

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  1. class Engine {  
  2.     public void getStyle(){  
  3.         System.out.println("这是汽车的发动机");  
  4.     }  
  5. }  
  6. class Underpan {  
  7.     public void getStyle(){  
  8.         System.out.println("这是汽车的底盘");  
  9.     }  
  10. }  
  11. class Wheel {  
  12.     public void getStyle(){  
  13.         System.out.println("这是汽车的轮胎");  
  14.     }  
  15. }  
  16. public class Client {  
  17.     public static void main(String[] args) {  
  18.         Engine engine = new Engine();  
  19.         Underpan underpan = new Underpan();  
  20.         Wheel wheel = new Wheel();  
  21.         ICar car = new Car(underpan, wheel, engine);  
  22.         car.show();  
  23.     }  
  24. }  


        可以看到，调用者为了组装汽车还需要另外实例化发动机、底盘和轮胎，而这些汽车的组件是与调用者无关的，严重违反了迪米特法则，耦合度太高。并且非常不利于扩展。另外，本例中发动机、底盘和轮胎还是比较具体的，在实际应用中，可能这些产品的组件也都是抽象的，调用者根本不知道怎样组装产品。假如使用工厂方法的话，整个架构就显得清晰了许多。

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  1. interface IFactory {  
  2.     public ICar createCar();  
  3. }  
  4. class Factory implements IFactory {  
  5.     public ICar createCar() {  
  6.         Engine engine = new Engine();  
  7.         Underpan underpan = new Underpan();  
  8.         Wheel wheel = new Wheel();  
  9.         ICar car = new Car(underpan, wheel, engine);  
  10.         return car;  
  11.     }  
  12. }  
  13. public class Client {  
  14.     public static void main(String[] args) {  
  15.         IFactory factory = new Factory();  
  16.         ICar car = factory.createCar();  
  17.         car.show();  
  18.     }  
  19. }  

        使用工厂方法后，调用端的耦合度大大降低了。并且对于工厂来说，是可以扩展的，以后如果想组装其他的汽车，只需要再增加一个工厂类的实现就可以。无论是灵活性还是稳定性都得到了极大的提高。

posted @ 2009-07-31 18:07  astroboyx  阅读(202)  评论(0)  编辑  收藏  举报