工厂方法模式

工厂方法模式是对简单工厂模式的进一步抽象化和推广，其好处是可以使系统在不修改原来代码的情况下引进新的产品，即满足开闭原则。

一、工厂方法模式 1、工厂方法模式的定义

工厂方法模式（Factory Method Pattern），又叫作多态性工厂模式。

指定义一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类，工厂方法把一个类的实例化推迟到其子类中进行。

工厂方法模式解决了简单工厂生产太多产品导致其内容代码臃肿（if条件太多）的问题，也符合开闭原则。

2、工厂方法模式的结构

（1）模式的结构

工厂方法模式的主要角色如下：

• 抽象工厂（Abstract Factory） 是工厂方法模式的核心，与应用程序无关。提供了创建产品的接口，调用者通过它访问具体工厂的工厂方法 newProduct() 来创建产品。
• 具体工厂（ConcreteFactory） 实现抽象工厂接口的具体工厂类，重写创建对象方法来完成具体产品的创建。
• 抽象产品（Product） 是所有对象的超类，定义了产品的规范，描述了产品的共同主要特性和功能。
• 具体产品（ConcreteProduct） 实现了抽象产品角色所定义的接口，某个产品对象由专门的具体工厂来创建，具体产品和具体工厂之间往往一一对应。

（2）结构图如下：(图来自网络)

3、优缺点

主要优点：

• 用户只需要知道具体工厂的名称就可得到想要的产品，无须知道产品的具体创建过程。
• 灵活性增强，对于新产品的创建，只需多写一个相应的工厂类。
• 典型的解耦框架。高层模块只需要知道产品的抽象类，无须关心其他实现类，满足迪米特法则、依赖倒置原则和里氏替换原则。

主要缺点：

• 类的个数容易过多，增加复杂度
• 增加了系统的抽象性和理解难度
• 抽象产品只能生产一种产品，此弊端可使用抽象工厂模式解决。

4、使用场景

• 客户端不关心创建产品的细节，只关心创建产品的工厂名。创建产品对象的任务由多个具体子工厂中的某一个完成，而抽象工厂只提供创建产品的接口。
• 一个类通过其子类来指定创建哪个产品对象。

5、在框架源码中使用也很广泛

• Logback源码中 ILoggerFactory

二、模式的通用实现

代码如下：

public class FactoryMethodPattern {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            AbstractFactory factory1 = new ConcreteFactory1();
            Product product1 = factory1.newProduct();
            product1.show();

            AbstractFactory factory2 = new ConcreteFactory2();
            Product product2 = factory2.newProduct();
            product2.show();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}

//抽象产品：提供了产品的接口
interface Product {
    public void show();
}
//具体产品1：实现抽象产品中的抽象方法
class ConcreteProduct1 implements Product {
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("具体产品1显示...");
    }
}
//具体产品2：实现抽象产品中的抽象方法
class ConcreteProduct2 implements Product {
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("具体产品2显示...");
    }
}

//抽象工厂：提供了厂品的生成方法
interface AbstractFactory {
    public Product newProduct();
}
//具体工厂1：实现了厂品的生成方法
class ConcreteFactory1 implements AbstractFactory {
    @Override
    public Product newProduct() {
        System.out.println("具体工厂1生成-->具体产品1...");
        return new ConcreteProduct1();
    }
}
//具体工厂2：实现了厂品的生成方法
class ConcreteFactory2 implements AbstractFactory {
    @Override
    public Product newProduct() {
        System.out.println("具体工厂2生成-->具体产品2...");
        return new ConcreteProduct2();
    }
}

三、模式的应用实例

简易计算器为例，需求：输入两个数和运算符，得到结果。传送门：简单工厂模式

简单工厂模式的实现改造成工厂方法模式实现。

1、抽象工厂

public interface IOperationFactory {
    IOperation createOperation();
}

2、具体工厂

• 加法

public class AddFactory implements IOperationFactory{
    @Override
    public IOperation createOperation() {
        return new OperationAdd();
    }
}

• 除法，其他同理

public class DivFactory implements IOperationFactory {
    @Override
    public IOperation createOperation() {
        return new OperationDiv();
    }
}

3、抽象产品

public interface IOperation {
    double compute (double number1, double number2) throws Exception;
}

4、具体产品

• 加法

public class OperationAdd implements IOperation {
    @Override
    public double compute(double number1, double number2) {
        return number1 + number2;
    }
}

• 除法，其他同理

public class OperationDiv implements IOperation {
    @Override
    public  double compute(double number1, double number2) throws Exception {
        if(number2 == 0){
            throw new Exception("除数不能为0！");
        }
        return number1 / number2;
    }
}

5、测试

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        double num1 = 10;
        double num2 = 2;

        IOperationFactory addFactory = new AddFactory();
        IOperation add = addFactory.createOperation();
        System.out.println(add.compute(num1, num2));

        IOperationFactory divFactory = new DivFactory();
        IOperation div = divFactory.createOperation();
        System.out.println(div.compute(num1, num2));
    }

参考文章：

• 设计模式：http://c.biancheng.net/view/1348.html

—— Stay Hungry. Stay Foolish. 求知若饥，虚心若愚。