一天一个设计模式——工厂方法(FactoryMethod)模式

一、模式说明

　　在前一个模板方法（Template Method）模式中，父类定义了处理流程，而流程中用到的方法交给子类去实现。类似的，在工厂方法模式中，父类决定如何生成实例，但并不决定所要生成的具体类，具体的处理交由子类来处理。这样可以将生成实例的框架和实例本身解耦。

　　工厂方法模式在很多框架中都有用到，在面试中也问的比较多的，需要重点理解把握。

二、工厂方法（Factory Method）模式类图

三、工厂方法（Factory Method）模式中的角色

• Product产品类【框架】：定义了工厂方法模式生成的实例应该持有哪些接口。
• Creater创建者类【框架】：负责生成Product角色的抽象类。Creater角色对最终生成的实例是一无所知的，它只知道，只要调用Product角色和工厂方法（factoryMethod），就可以生成Product的实例，无需调用new方法，这样可以将父类和其他具体类耦合。
• ConreteProduct具体的产品类：工厂方法生成的具体产品。
• ConcreteCreater具体的创建者类：负责生成具体的产品。

四、工厂方法（Factory Method）代码示例：

1、模式框架类的创建，Product类：

package com.designpattern.cn.factorymethodpattern.patternframework;

public abstract class Product {
    public abstract void use();
}

2、模式框架类的创建，Factory类：

package com.designpattern.cn.factorymethodpattern.patternframework;

public abstract class Factory {
    public final Product create(String owner){
        Product product = this.createProduct(owner);
        this.registerProduct(product);
        return product;
    }

    protected abstract Product createProduct (String owner);
    protected abstract void registerProduct(Product product);
}

3、模式实现类，IDCard身份证类：

package com.designpattern.cn.factorymethodpattern.patterndemostrate;

import com.designpattern.cn.factorymethodpattern.patternframework.Product;

public class IDCard extends Product {
    private String owner;
    IDCard(String owner){
        System.out.println("制作" + owner + "的ID卡");
        this.owner = owner;
    }

    public void use(){
        System.out.println("使用" + this.owner + "的ID卡");
    }

    public String getOwner() {
        return owner;
    }
}

4、模式实现类，IDCardFactory类：

package com.designpattern.cn.factorymethodpattern.patterndemostrate;

import com.designpattern.cn.factorymethodpattern.patternframework.Factory;
import com.designpattern.cn.factorymethodpattern.patternframework.Product;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class IDCardFactory extends Factory {
    private List owners = new ArrayList();
    protected Product createProduct(String owner){
        return new IDCard(owner);
    }

    protected void registerProduct(Product product){
        owners.add(((IDCard)product).getOwner());
    }

    public List getOwners(){
        return owners;
    }
}

5、Main方法类与运行结果：

 

上面的代码示例中，工厂模式的createProduct是一个抽象方法，必须在子类中实现该方法，具体可以选择三种实现方式：

1. 指定其为抽象方法，如同上面的代码示例一样；
2. 为其实现默认处理：

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

如果采用这种方式，Product类就不能定义为抽象类。

       3.抛出异常的方式：

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

这样一来，就必须在子类中重写该方法，否则会抛出异常。

五、工厂方法（Factory Method）模式相关的模式

• 模板方法（Template Method）模式：工厂方法模式是模板方法模式的典型应用，工厂方法中的createProduct就是模板方法。
• 单例模式（Singleton）：工厂方法模式中，具体的创建者角色（上例中的IDCardFactory）类，可以设计为单例模式，因为程序中没有必要存在多个创建者角色的实例（后续学习到单例模式时再回头修改这个示例）。
• 组合（Composite）模式：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。工厂方法模式中的Creater和ConcreteCreater对象可以用到该模式。
• 迭代器（Iterator）模式：在迭代器模式中，使用iterator方法生成Iterator实例时，会使用工厂方法模式。