大话设计模式八：工厂方法模式（factory method）
一. 模式定义：
定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类，factory method使一个类的实例化延迟到其子类。
二. 结构和说明：
Product：定义工厂方法所创建的对象的接口，也就是实际需要使用的对象的接口
ConcreteProduct：具体的Product接口的实现对象
Creator：创建器，声明工厂方法
ConcreteCreator：具体的创建器对象，覆盖实现Creator定义的工厂方法，返回具体的Product实例
三. 时序图：
四. 样例代码：
1. 创建器，声明工厂方法：
public abstract class Creator {
// 创建Product的工厂方法
protected abstract Product factoryMethod();
/**
* 示意方法，实现某些功能的方法
*/
public void someOperation() {
// 通常在这些方法实现中，需要调用工厂方法来获取Product对象
Product product = factoryMethod();
}
}
2. 具体的创建器实现对象：
public class ConcreteCreator extends Creator {
public Product factoryMethod() {
// 重定义工厂方法，返回一个具体的Product对象
return new ConcreteProduct();
}
}
3. 具体的Product对象：
public class ConcreteProduct implements Product {
// 实现Product要求的方法
}
4. 工厂方法所创建的对象的接口：
public interface Product {
// 可以定义Product的方法
}
五. 实际案例：(不用模式)
现在我们需要实现一个导出数据的应用框架，让用户选择数据的导出方式，如：导出文本格式、导出数据库备份形式等。
现在我们采用两种实现方式：一种使用工厂方法模式，一种不使用工厂方法模式。
1. 导出的文件对象的接口：ExportFileApi
public interface ExportFileApi {
/**
* 导出内容成为文件
* @param data 示意：需要保存的数据
* @return 是否导出成功
*/
public boolean export(String data);
}
2. 导出成文本文件格式的对象:ExportTxtFile
public class ExportTxtFile implements ExportFileApi{
public boolean export(String data) {
//简单示意一下，这里需要操作文件
System.out.println("导出数据"+data+"到文本文件");
return true;
}
}
3. 导出成数据库备份文件形式的对象:ExportDB
public class ExportDB implements ExportFileApi{
public boolean export(String data) {
//简单示意一下，这里需要操作数据库和文件
System.out.println("导出数据"+data+"到数据库备份文件");
return true;
}
}
4. 实现导出数据的业务功能对象:ExportOperate
public class ExportOperate {
/**
* 导出文件
* @param type 用户选择的导出类型
* @param data 需要保存的数据
* @return 是否成功导出文件
*/
public boolean export(int type,String data){
// 先完成各种导出数据前的准备工作
System.out.println("进行数据校验");
System.out.println("进行数据转换");
System.out.println("进行数据格式的封装");
// 然后才真正的去导出
ExportFileApi api = null;
// 根据类型来选择究竟要创建哪一种导出文件对象
if(type == 1){
api = new ExportTxtFile();
}else if(type == 2){
api = new ExportDB();
}
return api.export(data);
}
}
5. 客户端：client
public class Client {
public static void main(String[] args) {
ExportOperate operate = new ExportOperate();
operate.export(1, "要导出的测试数据");
}
}
分析：我们可以看到在ExportOperate中需要判断传入的type类型来决定创建的对象，假设现在我们需要加一种导出xml的功能，那就得修改代码，再加一个判断。这显然不符合开闭原则：对添加开放，对修改关闭。
现在遇到的问题就是：对于实现导出数据的业务功能对象ExportOperate，它需要创建ExportFileApi的具体实例对象，但是它只知道ExportFileApi接口，而不知道其具体的实现，那该怎么办？
六. 实际案例：(使用模式)
1. 修改ExportOperate：
public abstract class ExportOperate {
public ABC createABC(String name){
return new ABC(name,factoryMethod());
}
/**
* 导出文件
* @param data 需要保存的数据
* @return 是否成功导出文件
*/
public boolean export(String data){
// 先完成各种导出数据前的准备工作
System.out.println("进行数据校验");
System.out.println("进行数据转换");
System.out.println("进行数据格式的封装");
// 使用工厂方法
ExportFileApi api = factoryMethod();
// 然后才真正的去导出
return api.export(data);
}
/**
* 工厂方法，创建导出的文件对象的接口对象
* @return 导出的文件对象的接口对象
*/
protected abstract ExportFileApi factoryMethod();
// 抽象类：既要约束子类的行为，又要为子类提供公共的功能
}
2. 添加具体的创建器实现对象，实现创建导出成数据库备份文件形式的对象：ExportDBOperate
public class ExportDBOperate extends ExportOperate{
protected ExportFileApi factoryMethod() {
// 创建导出成数据库备份文件形式的对象
return new ExportDB();
}
}
3. 添加具体的创建器实现对象，实现创建导出成文本文件格式的对象：ExportTxtFileOperate
public class ExportTxtFileOperate extends ExportOperate{
protected ExportFileApi factoryMethod() {
// 创建导出成文本文件格式的对象
return new ExportTxtFile();
}
}
4. 客户端：client
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//创建需要使用的Creator对象
ExportOperate operate = new ExportDBOperate();
//调用输出数据的功能方法
operate.export("测试数据");
}
}在
ExportOperate中，因为我们并不知道究竟是创建ExportDB对象还是ExportTxtFile对象，所以我们干脆创建一个抽象的工厂方法，让子类自己去实现。
在客户端中创建的是ExportDBOperate对象，所以工厂方法创建的自然是返回ExportDB对象了。
所以工厂方法帮我们解决了在父类不知道具体实现的情况下，完成自身的功能调用，而具体的实现延迟到子类类实现。
工厂方法的实现中，通常父类会是一个抽象类，里面包含创建所需对象的抽象方法，这些抽象方法就是工厂方法。
七. Ioc和工厂方法
1. Ioc/DI对编程带来的最大变化不是从代码上，而是从思想上，发生了“主从换位”的变化。应用程序原本是老大，要获取什么资源都是主动出击，但是在Ioc/DI思想中，应用程序就编程被动的了，被动的等待Ioc容器来创建并注入它所需要的资源了.
2. 工厂模式也是一样，我们不会主动创建ExportDB/ExportTxtFile对象，而是通过让子类实现工厂方法，让子类来创建对象。
它们的思想很类似，都是“主动变被动”，进行“主从换位”，从而获得更灵活的程序结构。小小的变动其实是编程思想的一个大进步，有效的分离了对象和它所需要的内部资源，使得阿门松散耦合，有利于功能复用。
八. 何时选用工厂方法
1. 如果一个类需要创建某个接口的对象，但是又不知道具体的实现，这种情况可以选用工厂方法模式，把创建对象的工作延迟到子类去实现。