【设计模式】（二）工厂方法模式详解

结合代码示例针对工厂方法模式进行详细讲解

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前言

工厂方法模式是一种创建型设计模式，旨在提供一种统一的方式来创建对象，将对象的实例化过程封装在一个单独的类中。
这种模式通过定义一个公共的接口来创建对象，但允许子类决定实例化哪个类，从而将调用者和实现类解耦，提高了系统的可扩展性和灵活性。
工厂方法模式的核心本质：实例化对象不使用new，由工厂方法代替

一、工厂方法模式的特点

• 封装性：将对象的创建过程封装在工厂类中，客户端代码通过工厂类来创建对象，而无需知道具体的创建逻辑。
• 解耦：实现了客户端代码与具体产品类的解耦，客户端只需关心产品的接口，而无需关心产品的具体实现。
• 可扩展性：当需要添加新的产品时，只需扩展工厂类即可，无需修改客户端代码。

二、简单工厂模式

简单工厂方法又称静态工厂方法模式，通过一个专门的工厂类来创建对象，无需将对象的实例化过程放在客户端代码中。

2.1 代码示例

简单工厂方法如下述代码所示：

Car.java

public interface Car {
    void name();
}

Tesla.java

public class Tesla implements Car{
    @Override
    public void name() {
        System.out.println("Tesla");
    }
}

BYD.java

public class BYD implements Car{
    @Override
    public void name() {
        System.out.println("BYD");
    }
}

CarFactory.java

public class CarFactory {
    public static Car getCar(String name){
        if (name.equals("BYD")){
            return new BYD();
        }else if (name.equals("Tesla")){
            return new Tesla();
        }else {
            return null;
        }
    }
}

2.2 优缺点分析

• 优点
  客户端代码简单，易于添加新的产品。
• 缺点
  简单工厂违反开闭原则，增加新产品时需要修改工厂类。

三、工厂方法模式

工厂方法模式中定义了一个用于创建对象的接口，但让子类决定实例化哪个类

3.1 代码示例

• UML类图
  
  车产品接口

public interface Car {
    /**
     * 获取汽车品牌
     *
     * @return
     */
    public String getBrand();

    /**
     * 获取汽车创始人
     *
     * @return
     */
    public String getFounder();

    /**
     * 获取汽车颜色
     *
     * @return
     */
    public String getColor();

    /**
     * 输出车辆信息
     * PS:此方法在各实现类中的实现均一致，故可选择将此接口改为抽象类，将此方法放在抽象类中实现作为公共方法
     * @return
     */
    public void printCarInfo();
}

具体产品类

public class BYDCar implements Car{
    @Override
    public String getBrand() {
        return "比亚迪";
    }

    @Override
    public String getFounder() {
        return "王传福";
    }

    @Override
    public String getColor() {
        return "白色";
    }

    @Override
    public void printCarInfo() {
        System.out.println(String.format("品牌：%s\n创始人：%s\n车身颜色：%s",this.getBrand(),this.getFounder(),this.getColor()));
    }

}

public class TeslaCar implements Car{
    @Override
    public String getBrand() {
        return "Tesla";
    }

    @Override
    public String getFounder() {
        return "Alon Mask";
    }

    @Override
    public String getColor() {
        return "白色";
    }

    @Override
    public void printCarInfo() {
        System.out.println(String.format("品牌：%s\n创始人：%s\n车身颜色：%s",this.getBrand(),this.getFounder(),this.getColor()));
    }
}

工厂接口

public interface CarFactory {
	//生产车
    public Car createCar();
}

具体工厂类

public class BYDCarFactory implements CarFactory{
    @Override
    public Car createCar() {
        return new BYDCar();
    }
}

public class TeslaCarFactory implements CarFactory{
    @Override
    public Car createCar() {
        return new TeslaCar();
    }
}

3.2 优缺点分析

• 优点
  将对象的创建与使用解耦，提高了系统的可扩展性和灵活性；遵循了开闭原则，可以在不修改具体产品类的情况下引入新的产品。
• 缺点
• 当产品种类较多时，需要定义多个工厂类，增加了系统的复杂度。

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总结

工厂方法模式在项目中使用非常频繁，是一种典型的解耦框架。但在项目中何时使用、如何熟练使用，还需要加深对工厂方法模式的思考。同时，在项目中工厂方法模式经常与模板方法模式、策略模式、原型模式等混合使用，进而产生更优秀的架构设计。