全面通透深入剖析工厂方法模式

作者：Tom弹架构

2021 年 11 月 11 日
本文字数：2070 字
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本文节选自《设计模式就该这样学》

1 工厂方法模式的应用场景

工厂方法模式主要适用于以下应用场景。

（1）创建对象需要大量重复的代码。

（2）客户端（应用层）不依赖产品类实例如何被创建、实现等细节。

（3）一个类通过其子类来指定创建哪个对象。

2 工厂方法模式的 UML 类图

工厂方法模式的 UML 类图如下图所示。

由上图可以看到，抽象工厂模式主要包含 4 个角色。

（1）抽象工厂（Factory）：是工厂方法模式的核心，与应用程序无关。任何在模式中创建的对象的工厂类必须实现这个接口。

（2）具体工厂（Concrete Factory）：是实现抽象工厂接口的具体工厂类，包含与应用程序密切相关的逻辑，并且被应用程序调用以创建产品对象。

（3）抽象产品（Product）：是工厂方法模式所创建的对象的超类型，也就是产品对象的共同父类或共同拥有的接口。

（4）具体产品（Concrete Product）：这个角色实现了抽象产品角色所定义的接口。某具体产品有专门的具体工厂创建，它们之间往往一一对应。

3 工厂方法模式的通用写法

以下是工厂方法模式的通用写法。


public class Client {    public static void main(String[] args) {        IFactory factory = new FactoryA();        factory.makeProduct().doSomething();
        factory = new FactoryB();        factory.makeProduct().doSomething();
        factory = new FactoryC();        factory.makeProduct().doSomething();    }
    //抽象工厂    public interface IFactory {        IProduct makeProduct();    }    //生产ProductA的具体工厂类    static class FactoryA implements IFactory {        public IProduct makeProduct() {            return new ProductA();        }    }    //生产ProductB的具体工厂类    static class FactoryB implements IFactory {        public IProduct makeProduct() {            return new ProductB();        }    }
    //生产ProductC的具体工厂类    static class FactoryC implements IFactory {        public IProduct makeProduct() {            return new ProductC();        }    }

    //抽象产品    public interface IProduct {        void doSomething();    }
    //具体产品：ProductA    static class ProductA implements IProduct {        public void doSomething() {            System.out.println("I am Product A");        }    }
    //具体产品：ProductB    static class ProductB extends FactoryB implements IProduct {        public void doSomething() {            System.out.println("I am Product B");        }    }
    //具体产品：ProductC    static class ProductC implements IProduct {        public void doSomething() {            System.out.println("I am Product C");        }    }}

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4 使用工厂方法模式实现产品扩展

工厂方法模式主要解决产品扩展的问题，在简单工厂中，随着产品链的丰富，如果每个课程的创建逻辑都有区别，则工厂的职责会变得越来越多，有点像万能工厂，并不便于维护。根据单一职责原则，我们将职能继续拆分，专人干专事。Java 课程由 Java 工厂创建，Python 课程由 Python 工厂创建，对工厂本身也做抽象。首先创建 ICourseFactory 接口。


public interface ICourseFactory {    ICourse create();}

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然后分别创建子工厂，JavaCourseFactory 类的代码如下。


import com.tom.pattern.factory.ICourse;import com.tom.pattern.factory.JavaCourse;
public class JavaCourseFactory implements ICourseFactory {    public ICourse create() {        return new JavaCourse();    }}

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PythonCourseFactory 类的代码如下。


import com.tom.pattern.factory.ICourse;import com.tom.pattern.factory.PythonCourse;
public class PythonCourseFactory implements ICourseFactory {    public ICourse create() {        return new PythonCourse();    }}

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客户端测试代码如下。


public static void main(String[] args) {    ICourseFactory factory = new PythonCourseFactory();    ICourse course = factory.create();    course.record();
    factory = new JavaCourseFactory();    course = factory.create();    course.record();}

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最后看如下图所示的类图。