• 设计模式学习(五):多态工厂的实现-工厂方法模式


      简单工厂模式虽然简单,但是存在一个很严重的问题:当系统中需要引入新产品时,由于静态工厂方法通过所传入参数的不同来创建不同的产品,这必定要修改工厂类的源代码,将违背开闭原则。如何实现增加新产品而不影响已有代码?工厂方法模式为此应运而生。

    一、工厂方法模式概述

      简单工厂模式最大的缺点就是当有新产品要加入到系统中时,必须修改工厂类,需要在其中加入必要的业务逻辑,这违背了开闭原则。此外,在简单工厂模式中,所有的产品都由同一个工厂创建,工厂类职责较重,业务逻辑较为复杂,具体产品与工厂之间的耦合度高,严重影响了系统的灵活性和扩展性,而工厂方法模式可以很好地解决这一问题。

      在工厂方法模式中,不再提供一个统一的工厂类来创建所有的产品对象,而是针对不同的产品提供不同的工厂,系统提供一个与产品等级结构对应的工厂等级结构。

      工厂方法模式(Factory Mehtod Pattern):定义一个用于创建对象的接口,让子类决定哪一个类实例化。工厂方法模式让一个类的实例化延迟到其子类。工厂方法模式又称为工厂模式,又称为虚拟构造器模式或多态工厂模式。工厂方法模式是一种类创建型模式。

    二、类图

    说明:

    (1)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,也就是产品对象的父类。

    (2)ConcreteProduct(具体产品):它实现了抽象产品的接口,某种类型的具体产品由专门的具体工厂创建,具体工厂与具体产品之间一一对应。

    (3)Factory(抽象工厂):在抽象工厂类中声明了FactoryMehtod方法,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。

    (4)ConcreteFactory(具体工厂):它是抽象工厂的子类,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。

    三、核心代码

    1.抽象工厂(可以是接口,可以使抽象类或者具体类)

    1 public interface Factory
    2 {
    3     Product FactoryMethod();  
    4 }

    2.具体工厂

    1 public class ConcreteFactory
    2 {
    3     public Product FactoryMehtod()
    4     {
    5            return new ConcreteProduct();
    6     }
    7 }     

    3.客户端代码

    ...
    Factory factory;
    factory = new ConcreteFactory();
    Product product;
    product = facotry.FactoryMehtod();
    ...

    可以通过配置文件来存储具体的工厂类ConcreteFactory的类名,更换新的具体工厂无须修改客户端代码,系统扩展更加方便。

    四、总结

    1.优点

    ①在工厂方法模式中,工厂方法用来创建客户端所需要的产品,同时还向客户隐藏了哪种具体产品类将被实例化这一细节,用户只需要关心所需产品对应的工厂,无须关心创建细节,甚至无需知道具体产品类的类名。

    ②基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键。它能够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。

    ③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,无须修改其他的具体工厂和具体的产品,而只需要添加一个具体的工厂和具体的产品就可以了,这样,系统那个的扩展性也变得分厂好,符合开闭原则。

    2.主要缺点

    ①对系统扩展时,系统中类的个数成对增加,在一定程度上增加了系统的复杂度,有更多的类需要编译和运行,会给系统带来一些额外的开销。

    ②由于考虑到系统的扩展性,需要引入抽象层,在客户端代码中均使用抽象层进行编程,增加了系统的抽象性和理解难度。

    3.使用场景

    ①客户端不知道其所需要的对象的类。

    ②抽象工厂类通过其子类来指定创建哪个对象。

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