工厂方法模式

概念

工厂方法模式（Factory Method Pattern）是指定义一个创建对象的接口，但让实现这个接口的类来决定实例化哪个类，工厂方法让类的实例化推迟到子类中进行。在工厂方法模式中用户只需要关心所需产品对应的工厂，无须关心创建细节，而且加入新的产品符合开闭原则。

角色

• Product（抽象产品）：它是定义产品的接口，是工厂方法模式所创建对象的超类型，也就是产品对象的公共父类。
• ConcreteProduct（具体产品）：它实现了抽象产品接口，某种类型的具体产品由专门的具体工厂创建，具体工厂和具体产品之间一一对应。
• Factory（抽象工厂）：在抽象工厂类中，声明了工厂方法(Factory Method)，用于返回一个产品。抽象工厂是工厂方法模式的核心，所有创建对象的工厂类都必须实现该接口。
• ConcreteFactory（具体工厂）：它是抽象工厂类的子类，实现了抽象工厂中定义的工厂方法，并可由客户端调用，返回一个具体产品类的实例。

结构图

工厂方法结构图.png

案例

工厂方法模式主要解决产品扩展的问题，在简单工厂中，随着产品链的丰富，如果每个课程的创建逻辑有区别的话，工厂的职责会变得越来越多，有点像万能工厂，并不便于维护。根据单一职责原则我们将职能继续拆分，专人干专事。Java 课程由 Java 工厂创建，Python 课程由 Python 工厂创建，对工厂本身也做一个抽象。

创建 ICourseFactory 接口：

public interface ICourseFactory {
    ICourse create();
}

再分别创建子工厂类：

public class JavaCourseFactory implements ICourseFactory {
    public ICourse create() {
        return new JavaCourse();
    }
}

public class PythonCourseFactory implements ICourseFactory {
    public ICourse create() {
        return new PythonCourse();
    }
}

测试代码：

public static void main(String[] args) {
    ICourseFactory factory = new JavaCourseFactory();
    ICourse course = factory.create();
    course.record();

    factory = new PythonCourseFactory();
    course = factory.create();
    course.record();
}

类图：

工厂方法类图.png

总结

优点

• 用户只需要关心所需产品对应的工厂，无须关心创建细节，甚至无须知道具体产品类的类名
• 让工厂可以自主确定创建何种产品对象，而如何创建这个对象的细节则完全封装在具体工厂内部
• 在系统中加入新产品时，无须修改抽象工厂和抽象产品提供的接口，无须修改客户端，也无须修改其他的具体工厂和具体产品，而只要添加一个具体工厂和具体产品就可以了，这样，系统的可扩展性也就变得非常好，完全符合“开闭原则”。

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

适用场景

• 创建对象需要大量的重复代码
• 客户端不依赖与产品类实例如何被创建、实现等细节
• 一个类通过其子类来指定创建哪个对象