设计模式学习（五）：多态工厂的实现-工厂方法模式

　　简单工厂模式虽然简单，但是存在一个很严重的问题：当系统中需要引入新产品时，由于静态工厂方法通过所传入参数的不同来创建不同的产品，这必定要修改工厂类的源代码，将违背开闭原则。如何实现增加新产品而不影响已有代码？工厂方法模式为此应运而生。

一、工厂方法模式概述

　　简单工厂模式最大的缺点就是当有新产品要加入到系统中时，必须修改工厂类，需要在其中加入必要的业务逻辑，这违背了开闭原则。此外，在简单工厂模式中，所有的产品都由同一个工厂创建，工厂类职责较重，业务逻辑较为复杂，具体产品与工厂之间的耦合度高，严重影响了系统的灵活性和扩展性，而工厂方法模式可以很好地解决这一问题。

　　在工厂方法模式中，不再提供一个统一的工厂类来创建所有的产品对象，而是针对不同的产品提供不同的工厂，系统提供一个与产品等级结构对应的工厂等级结构。

　　工厂方法模式（Factory Mehtod Pattern）：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定哪一个类实例化。工厂方法模式让一个类的实例化延迟到其子类。工厂方法模式又称为工厂模式，又称为虚拟构造器模式或多态工厂模式。工厂方法模式是一种类创建型模式。

二、类图

说明：

(1)Product(抽象产品)：它是定义产品的接口，是工厂方法模式所创建对象的超类型，也就是产品对象的父类。

(2)ConcreteProduct(具体产品)：它实现了抽象产品的接口，某种类型的具体产品由专门的具体工厂创建，具体工厂与具体产品之间一一对应。

(3)Factory(抽象工厂)：在抽象工厂类中声明了FactoryMehtod方法，用于返回一个产品。抽象工厂是工厂方法模式的核心，所有创建对象的工厂类都必须实现该接口。

(4)ConcreteFactory(具体工厂)：它是抽象工厂的子类，实现了抽象工厂中定义的工厂方法，并可由客户端调用，返回一个具体产品类的实例。

三、核心代码

1.抽象工厂（可以是接口，可以使抽象类或者具体类）

public interface Factory
{
    Product FactoryMethod();  
}

2.具体工厂

public class ConcreteFactory
{
    public Product FactoryMehtod()
    {
           return new ConcreteProduct();
    }
}     

3.客户端代码

...
Factory factory;
factory = new ConcreteFactory();
Product product;
product = facotry.FactoryMehtod();
...

可以通过配置文件来存储具体的工厂类ConcreteFactory的类名，更换新的具体工厂无须修改客户端代码，系统扩展更加方便。

四、总结

1.优点

①在工厂方法模式中，工厂方法用来创建客户端所需要的产品，同时还向客户隐藏了哪种具体产品类将被实例化这一细节，用户只需要关心所需产品对应的工厂，无须关心创建细节，甚至无需知道具体产品类的类名。

②基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键。它能够让工厂可以自主确定创建何种产品对象，而如何创建这个对象的细节则完全封装在具体工厂内部。

③在系统中加入新产品时，无须修改抽象工厂和抽象产品提供的接口，无须修改客户端，无须修改其他的具体工厂和具体的产品，而只需要添加一个具体的工厂和具体的产品就可以了，这样，系统那个的扩展性也变得分厂好，符合开闭原则。

2.主要缺点

①对系统扩展时，系统中类的个数成对增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，有更多的类需要编译和运行，会给系统带来一些额外的开销。

②由于考虑到系统的扩展性，需要引入抽象层，在客户端代码中均使用抽象层进行编程，增加了系统的抽象性和理解难度。

3.使用场景

①客户端不知道其所需要的对象的类。

②抽象工厂类通过其子类来指定创建哪个对象。