GoF 设计模式 | 工厂方法模式

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发布于: 2020 年 07 月 22 日
今天来学习23种设计模式的第二种，工厂方法模式，同时也是Java 中最常用的设计模式之一。
概念：﻿
定义一个创建产品对象的工厂接口，将产品对象的实际创建工作推迟到具体子工厂类当中。这满足创建型模式中所要求的“创建与使用相分离”的特点。
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我们把被创建的对象称为“产品”，把创建产品的对象称为“工厂”。如果要创建的产品不多，只要一个工厂类就可以完成，这种模式叫“简单工厂模式”，它不属于 GOF 的 23 种经典设计模式，它的缺点是增加新产品时会违背“开闭原则”。
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本文介绍的“工厂方法模式”是对简单工厂模式的进一步抽象化，其好处是可以使系统在不修改原来代码的情况下引进新的产品，即满足开闭原则。
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特点：﻿
用户只需要知道具体工厂的名称就可得到所要的产品，无须知道产品的具体创建过程。
在系统增加新的产品时只需要添加具体产品类和对应的具体工厂类，无须对原工厂进行任何修改，满足开闭原则。
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工厂方法的主要角色:﻿
抽象工厂（Abstract Factory）：提供了创建产品的接口，调用者通过它访问具体工厂的工厂方法 new Product() 来创建产品。
具体工厂（Concrete Factory）：主要是实现抽象工厂中的抽象方法，完成具体产品的创建。
抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能。
具体产品（Concrete Product）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它同具体工厂之间一一对应。
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类图分析：﻿
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核心代码：﻿
图形的抽象类
package cn.ppdxzz.factorymethod.graph;
/**
 * Description:图形抽象类
 * @Author: PeiChen
 */
public abstract class Graph {
    //开始绘制
    public abstract void startDraw();
    //结束绘制
    public abstract void finishDraw();
}
图形的具体实现类（这里仅列举小万、小李绘制圆形的实现，重在这种设计思想的领悟）
package cn.ppdxzz.factorymethod.graph;
/**
 * Description:小万绘制圆形
 * @Author: PeiChen
 */
public class WanCircle extends Graph {
    @Override
    public void startDraw() {
        System.out.println("小万开始绘制圆形...");
    }
    @Override
    public void finishDraw() {
        System.out.println("小万结束绘制圆形...");
        System.out.println("-------------------");
    }
}
﻿
package cn.ppdxzz.factorymethod.graph;
/**
 * Description:小李绘制圆形
 * @Author: PeiChen
 */
public class LiCircle extends Graph {
    @Override
    public void startDraw() {
        System.out.println("小李开始绘制圆形...");
    }
    @Override
    public void finishDraw() {
        System.out.println("小李结束绘制圆形...");
        System.out.println("-------------------");
    }
}
将绘制图形的实例化功能抽象为抽象方法，在不同的绘制者的子类中具体实现。
package cn.ppdxzz.factorymethod.draw;
import cn.ppdxzz.factorymethod.graph.Graph;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
/**
 * Description:绘制图形的工厂类
 * @Author: PeiChen
 */
public abstract class DrawGraph {
    //定义一个绘图抽象方法，让各个工厂子类自己实现需要绘制什么图形
    abstract Graph createGraph(String createType);
    //构造方法
    public DrawGraph() {
        Graph graph = null;
        String drawType;
        do {
            drawType = getType();
            //抽象方法，由工厂子类完成图形的绘制
            graph = createGraph(drawType);
            if (graph != null) {
                graph.startDraw();
                graph.finishDraw();
            }else {
                System.out.println("图形输入有误，已退出!");
                break;
            }
        }while (true);
    }
    //获取绘制者输入绘制的图形形状
    private String getType() {
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        System.out.println("请输入绘制的图形：");
        try {
            String str = reader.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}
小万这个绘制者的具体实现类。
package cn.ppdxzz.factorymethod.draw;
import cn.ppdxzz.factorymethod.graph.Graph;
import cn.ppdxzz.factorymethod.graph.WanCircle;
import cn.ppdxzz.factorymethod.graph.WanRectangle;
import cn.ppdxzz.factorymethod.graph.WanTriangle;
/**
 * Description:小万绘制的图形
 * @Author: PeiChen
 */
public class DrawWanGraph extends DrawGraph {
    @Override
    Graph createGraph(String createType) {
        Graph graph = null;
        if ("circle".equals(createType)) {
            graph = new WanCircle();
        }else if ("rectangle".equals(createType)) {
            graph = new WanRectangle();
        }else if ("triangle".equals(createType)){
            graph = new WanTriangle();
        }
        return graph;
    }
}
小李这个绘制者的具体实现类。
package cn.ppdxzz.factorymethod.draw;
import cn.ppdxzz.factorymethod.graph.Graph;
import cn.ppdxzz.factorymethod.graph.LiCircle;
import cn.ppdxzz.factorymethod.graph.LiRectangle;
/**
 * Description:小李绘制的图形
 * @Author: PeiChen
 */
public class DrawLiGraph extends DrawGraph {
    @Override
    Graph createGraph(String createType) {
        Graph graph = null;
        if ("circle".equals(createType)) {
            graph = new LiCircle();
        }else if ("rectangle".equals(createType)){
            graph = new LiRectangle();
        }
        return graph;
    }
}
总结：﻿
工厂方法模式非常符合“开闭原则”，当需要增加一个新的产品时，我们只需要增加一个具体的产品类和与之对应的具体工厂即可，无须修改原有系统。同时在工厂方法模式中用户只需要知道生产产品的具体工厂即可，无须关系产品的创建过程，甚至连具体的产品类名称都不需要知道。
﻿
虽然他很好的符合了“开闭原则”，但是由于每新增一个新产品时就需要增加两个类，这样势必会导致系统的复杂度增加。
﻿
工厂方法模式就讲解到这里，后面我们将会引入另一种设计模式——抽象工厂模式。
发布于: 2020 年 07 月 22 日阅读数: 55
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/b0b528052ef1937bc86c8568e】。文章转载请联系作者。
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除非我不想赢，否则没人能让我输！ 2020.07.03 加入
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