【图解设计模式四】Factory Method 模式
将实例的生成交给子类
一、知识概述
Factory Method 模式是指，在父类中定义生成实例的框架，在子类中实现具体处理。Factory Method 由Template Method 演变而来，其主要包含四种角色。
- Product：为产品，属于框架内部，负责声明产品实例所需的方法
- Creator：为创建者，属于框架内部，不仅负责实现模板方法，还负责声明在模板方法中所使用到的抽象方法
- ConcreteProduct：为具体产品，负责具体实现Product角色中声明的抽象方法
- ConcreteCreator：为具体的创建者，负责具体实现Creator角色中声明的抽象方法
二、示例程序
以下为实现Factory Method 模式的示例程序，这段示例程序的作用是，利用工厂流水线制作产品，且根据不同的具体加工可以生产不同的产品。
类图示例
Tips: 方法区上的类之间可以循环依赖，堆上的实例不可以循环依赖，包之间不可以循环依赖。
程序清单
需求框架
/**
* 声明需求方法的抽象类，并调用所声明的方法进行具体处理
*/
public abstract class Factory {
// 声明方法
protected abstract Product createProduct(String owner);
protected abstract void registerProduct(Product product);
// 模板方法
public final Product create(String owner) {
Product p = createProduct(owner);
registerProduct(p);
return p;
}
}
/**
* 声明需求方法的抽象类
*/
public abstract class Product {
// 声明方法
public abstract void use();
}
行为测试
/**
* 测试程序行为的类 生产并使用身份证
*/
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Factory factory = new IDCardFactory();
Product card1 = factory.create("小明");
Product card2 = factory.create("小红");
Product card3 = factory.create("小刚");
card1.use();
card2.use();
card3.use();
}
}
具体实现
/**
* 具体实现Factory所声明的抽象方法
*/
public class IDCardFactory extends Factory{
private List<Product> owners = new ArrayList<Product>();
protected Product createProduct(String owner) {
return new IDCard(owner);
}
protected void registerProduct(Product product) {
owners.add(product);
}
public List getOwners() {
return owners;
}
}
/**
* 具体实现Product所声明的抽象方法
*/
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" + owner + "的ID卡");
}
public String getOwner() {
return owner;
}
}
三、课后习题
习题1：
在示例程序中，IDCard类的构造函数并不是public，why？
回答1：
如果构造函数的可见性为public，那么外部类可直接使用构造函数来创建实例，而这是设计者所不希望的。
使用构造函数的可见性为package，可以限制外部类只能通过工厂来创建实例。
习题2：
修改示例程序，为IDCard类添加卡的编号，并在IDCardFactory类中保存编号与所有者之间的对应表
回答2：
/**
* 具体实现Factory所声明的抽象方法
*/
public class IDCardFactory extends Factory{
private Map<Integer, Product> database = new HashMap<Integer, Product>();
private int serial = 100;
protected synchronized Product createProduct(String owner) {
return new IDCard(owner, serial++);
}
protected void registerProduct(Product product) {
IDCard card = (IDCard) product;
database.put(card.getId(), card);
}
}
/**
* 具体实现Product所声明的抽象方法
*/
public class IDCard extends Product {
private String owner;
private int id;
public IDCard(String owner, int id) {
System.out.println("制作" + owner + "的ID卡" + id);
this.owner = owner;
this.id = id;
}
public void use() {
System.out.println("使用" + owner + "的ID卡" + id);
}
public String getOwner() {
return owner;
}
public int getId() {
return id;
}
}
习题3：
为了强制往Product类的子类的构造函数中传入"产品名字"作为参数，我们采用了如下的定义方式，却出现了编译错误，why?
public abstract class Product {
public abstract Product(String name);
public abstract void use();
}
回答3：
在Java中abstract的构造函数是无法定义的。
在Java中具体的构造函数无法被继承，无法通过父类的构造函数限制子类的构造函数。
