设计模式二：工厂方法模式（Factory Method Pattern）

工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一种通过抽象工厂来创建对象的方式。在工厂模式中，我们定义一个接口或抽象类作为工厂，该工厂有多个具体的实现类。每个具体工厂类都负责创建不同类型的对象。

工厂模式主要角色组成：

抽象工厂（Abstract Factory）：定义用于创建对象的接口或抽象类，声明了创建产品的方法。
具体工厂（Concrete Factory）：实现抽象工厂接口，负责创建具体的产品对象，并返回抽象产品类型的实例。
抽象产品（Abstract Product）：定义工厂所创建的对象的接口，通常是一个抽象类或接口。
具体产品（Concrete Product）：具体产品是由具体工厂创建并返回的对象，实现了抽象产品定义的接口。
工厂模式可以隐藏对象的创建细节和逻辑，将客户端与具体产品的实现解耦，从而达到解耦的目的。它使得系统更加灵活和可扩展，当需要新增加新的产品时，只需要添加相应的具体产品类和具体工厂类，而不需要修改已有的代码。

工厂模式主要使用场景：

在不知道具体实现类的情况下，通过工厂来创建对象。
当一个类不知道它所必须创建的对象的类时。
当一个类希望由它的子类来指定所要创建的对象时。

工厂模式实践

在工厂模式中，我们有一个抽象的工厂类和多个具体的工厂类，每个具体工厂类负责创建一种具体的产品。以下是一个示例的工厂模式的代码实现：

// 定义产品接口
interface Product {
    void operation();
}

// 具体产品A
class ConcreteProductA implements Product {
    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("具体产品A的操作");
    }
}

// 具体产品B
class ConcreteProductB implements Product {
    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("具体产品B的操作");
    }
}

// 抽象工厂类
abstract class AbstractFactory {
    // 创建具体产品的方法，由子类实现
    public abstract Product createProduct();
}

// 具体工厂A，用于创建具体产品A
class ConcreteFactoryA extends AbstractFactory {
    @Override
    public Product createProduct() {
        return new ConcreteProductA();
    }
}

// 具体工厂B，用于创建具体产品B
class ConcreteFactoryB extends AbstractFactory {
    @Override
    public Product createProduct() {
        return new ConcreteProductB();
    }
}

// 使用示例
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建具体工厂A
        AbstractFactory factoryA = new ConcreteFactoryA();
        // 由具体工厂A创建具体产品A
        Product productA = factoryA.createProduct();
        productA.operation(); // 输出：具体产品A的操作

        // 创建具体工厂B
        AbstractFactory factoryB = new ConcreteFactoryB();
        // 由具体工厂B创建具体产品B
        Product productB = factoryB.createProduct();
        productB.operation(); // 输出：具体产品B的操作
    }
}

工厂模式的优点和缺点：

优点：
封装了对象的创建逻辑：通过工厂类来创建对象，将对象的创建过程与使用过程分离，使得代码更加可读、可维护，并且降低了代码之间的耦合度。
提供了一种通用的方式来创建对象：工厂模式可以根据不同的需求，通过具体工厂类来创建不同类型的对象，使得系统更加灵活可扩展。
隐藏了具体产品的实现细节：客户端只需要关注抽象产品和工厂接口，不需要知道具体产品的细节，减少了对具体产品的直接依赖。
缺点：
增加了系统复杂度：引入了工厂类和抽象产品，增加了系统的结构和代码量。在简单项目中使用工厂模式可能会显得过于繁琐。
不方便添加新产品：如果需要添加新的产品，除了要新增具体产品类，还需要修改抽象工厂接口和具体工厂类，对于已有的代码改动较多。
容易造成类的数量增加：每个具体产品都需要一个对应的具体工厂类，当产品较多时，会导致类的数量增加，增加了维护的复杂度。
工厂模式通过封装对象的创建逻辑，提供了一种通用的方式来创建对象，并隐藏了具体产品的实现细节。它能够降低代码的耦合度，使系统更加灵活和可扩展。但同时也增加了系统的复杂度，并且在添加新产品时需要修改多个类。因此，在设计时需要根据具体情况和需求来选择是否使用工厂模式。