設計模式之工廠方法
在現實生活中社會分工越來越細，越來越專業化。各種產品有專門的工廠生產，徹底告別了自給自足的小農經濟時代，這大大縮短了產品的生產週期，提高了生產效率。同樣，在軟件開發中能否做到軟件對象的生產和使用相分離呢？能否在滿足“開閉原則”的前提下，客戶隨意增刪或改變對軟件相關對象的使用呢？
定義與特點
工廠方法（FactoryMethod）模式的定義：定義一個創建產品對象的工廠接口，將產品對象的實際創建工作推遲到具體子工廠類當中。這滿足創建型模式中所要求的“創建與使用相分離”的特點。
我們把被創建的對象稱爲“產品”，把創建產品的對象稱爲“工廠”。
如果要創建的產品不多，只要一個工廠類就可以完成，這種模式叫“簡單工廠模式”，它不屬於 GoF 的 23 種經典設計模式，它的缺點是增加新產品時會違背“開閉原則”。
本節介紹的“工廠方法模式”是對簡單工廠模式的進一步抽象化，其好處是可以使系統在不修改原來代碼的情況下引進新的產品，即滿足開閉原則。
工廠方法模式的主要優點有：
- 用戶只需要知道具體工廠的名稱就可得到所要的產品，無須知道產品的具體創建過程；
- 在系統增加新的產品時只需要添加具體產品類和對應的具體工廠類，無須對原工廠進行任何修改，滿足開閉原則；
其缺點是：每增加一個產品就要增加一個具體產品類和一個對應的具體工廠類，這增加了系統的複雜度。
結構與實現
工廠方法模式由抽象工廠、具體工廠、抽象產品和具體產品等4個要素構成。本節來分析其基本結構和實現方法。
結構
工廠方法模式的主要角色如下。
- 抽象工廠（Abstract Factory）：提供了創建產品的接口，調用者通過它訪問具體工廠的工廠方法 newProduct() 來創建產品。
- 具體工廠（ConcreteFactory）：主要是實現抽象工廠中的抽象方法，完成具體產品的創建。
- 抽象產品（Product）：定義了產品的規範，描述了產品的主要特性和功能。
- 具體產品（ConcreteProduct）：實現了抽象產品角色所定義的接口，由具體工廠來創建，它同具體工廠之間一一對應。
其結構圖如圖 1 所示。
實現
根據圖 1 寫出該模式的代碼如下：
package com.design.pattern.creationalPattern.factoryPattern;
public class AbstractFactoryTest {
public static void main(String[] args) {
AbstractFactory abstractFactory = new FactoryOne();
ProductDetailOne productOne = (ProductDetailOne) abstractFactory.createProduct();
abstractFactory = new FactoryTwo();
ProductDetailTwo productTwo = (ProductDetailTwo) abstractFactory.createProduct();
}
}
//抽象產品：提供了產品的接口
interface Product{
void show();
}
//具體產品1：實現抽象產品中的抽象方法
class ProductDetailOne implements Product{
@Override
public void show() {
System.out.println("具體產品1展示...");
}
}
//具體產品2：實現抽象產品中的抽象方法
class ProductDetailTwo implements Product{
@Override
public void show() {
System.out.println("具體產品2展示...");
}
}
//抽象工廠：提供了產品的生產方法
interface AbstractFactory{
Product createProduct();
}
//具體工廠1：實現了產品的生成方法
class FactoryOne implements AbstractFactory{
@Override
public Product createProduct() {
System.out.println("具體工廠1生產具體產品1");
return new ProductDetailOne();
}
}
//具體工廠2：實現了產品的生成方法
class FactoryTwo implements AbstractFactory{
@Override
public Product createProduct() {
System.out.println("具體工廠2生產具體產品2");
return new ProductDetailTwo();
}
}
事實上，這樣實現很麻煩。比如我們要喝可樂，想要百事可樂就要去百事可樂工廠；想要可口可樂就要去可口可樂工廠。
應用場景
工廠方法模式通常適用於以下場景。
- 客戶只知道創建產品的工廠名，而不知道具體的產品名。如 TCL 電視工廠、海信電視工廠等。
- 創建對象的任務由多個具體子工廠中的某一個完成，而抽象工廠只提供創建產品的接口。
- 客戶不關心創建產品的細節，只關心產品的品牌。
模式的擴展
當需要生成的產品不多且不會增加，一個具體工廠類就可以完成任務時，可刪除抽象工廠類。這時工廠方法模式將退化到簡單工廠模式，其結構圖如圖 4 所示。
