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设计模式： ⼯⼚⽅法模式

设计模式： ⼯⼚⽅法模式
@Harold 创建于2021-03-08T10:26:51Z 更新于2021-03-10T03:06:36Z 计算机基础 字数：1730

意图

工厂方法模式（Factory Method）是一种创建型设计模式， 其在父类中提供一个创建对象的方法， 允许子类决定实例化对象的类型。

解决方案

工厂方法模式建议使用特殊的工厂方法代替对于对象构造函数的直接调用 （即使用 new运算符）。 对象仍将通过 new运算符创建， 只是该运算符改在工厂方法中调用罢了。 工厂方法返回的对象通常被称作 “产品”。

但有一点需要注意:仅当这些产品具有共同的基类或者接口时， 子类才能返回不同类型的产品， 同时基类中的工厂方法还应将其返回类型声明为这一共有接口。

调用工厂方法的代码 （通常被称为客户端代码） 无需了解不同子类返回实际对象之间的差别。

 工厂方法模式结构

产品 （Product） 将会对接口进行声明。 对于所有由创建者及其子类构建的对象， 这些接口都是通用的。

具体产品 （Concrete Products） 是产品接口的不同实现。

创建者 （Creator） 类声明返回产品对象的工厂方法。 该方法的返回对象类型必须与产品接口相匹配。

你可以将工厂方法声明为抽象方法， 强制要求每个子类以不同方式实现该方法。 或者， 你也可以在基础工厂方法中返回默认产品类型。

注意， 尽管它的名字是创建者， 但他最主要的职责并不是创建产品。 一般来说， 创建者类包含一些与产品相关的核心业务逻辑。 工厂方法将这些逻辑处理从具体产品类中分离出来。 打个比方， 大型软件开发公司拥有程序员培训部门。 但是， 这些公司的主要工作还是编写代码， 而非生产程序员。

具体创建者 （Concrete Creators） 将会重写基础工厂方法， 使其返回不同类型的产品。

注意， 并不一定每次调用工厂方法都会创建新的实例。 工厂方法也可以返回缓存、 对象池或其他来源的已有对象。

工厂方法模式适合应用场景

  • 当你在编写代码的过程中， 如果无法预知对象确切类别及其依赖关系时， 可使用工厂方法。

工厂方法将创建产品的代码与实际使用产品的代码分离， 从而能在不影响其他代码的情况下扩展产品创建部分代码。

  • 如果你希望用户能扩展你软件库或框架的内部组件， 可使用工厂方法。

继承可能是扩展软件库或框架默认行为的最简单方法。 但是当你使用子类替代标准组件时， 框架如何辨识出该子类？

解决方案是将各框架中构造组件的代码集中到单个工厂方法中， 并在继承该组件之外允许任何人对该方法进行重写。

  • 如果你希望复用现有对象来节省系统资源， 而不是每次都重新创建对象， 可使用工厂方法。

在处理大型资源密集型对象 （比如数据库连接、 文件系统和网络资源） 时， 你会经常碰到这种资源需求。

工厂方法模式优缺点

优点：

  • 你可以避免创建者和具体产品之间的紧密耦合。
  •  单一职责原则。 你可以将产品创建代码放在程序的单一位置， 从而使得代码更容易维护。
  •  开闭原则。 无需更改现有客户端代码， 你就可以在程序中引入新的产品类型。

缺点：

  • 应用工厂方法模式需要引入许多新的子类， 代码可能会因此变得更复杂。 最好的情况是将该模式引入创建者类的现有层次结构中。

与其他模式的关系

在 Java 中使用模式

使用示例： 工厂方法模式在 Java 代码中得到了广泛使用。 当你需要在代码中提供高层次的灵活性时， 该模式会非常实用。

核心 Java 程序库中有该模式的应用：

示例代码

产品 （Product）

public interface Button {
  void render();
}

具体产品 （Concrete Products）

public class LinuxButton implements Button {
  @Override
  public void render() {
    System.out.println("Render in Linux system");
  }
}
public class WindowsButton implements Button {
  @Override
  public void render() {
    System.out.println("Render in Windows system");
  }
}

创建者 （Creator）

public interface Dialog {
  Button createButton();

  default void render() {
    Button button = createButton();
    button.render();
  }
}

具体创建者 （Concrete Creators）

public class LinuxDialog implements Dialog {
  @Override
  public Button createButton() {
    return new LinuxButton();
  }
}
public class WindowsDialog implements Dialog {
  @Override
  public Button createButton() {
    return new WindowsButton();
  }
}

客户端 （Client）

public class Client {
  public static void main(String[] args) {
    Dialog dialog;
    if (System.getProperty("os.name").contains("Windows")) {
      dialog = new WindowsDialog();
    } else {
      dialog = new LinuxDialog();
    }
    dialog.render();
  }
}

设计模式