工厂方法模式（Factory Method Pattern）

妖狐艹你老母 2024-03-17 19:09 46阅读 0赞

### 介绍 ###

工厂方法模式是一种创建型设计模式，它提供了一种将对象的创建委托给子类的方式。工厂方法模式通过定义一个创建对象的接口，但将具体的对象创建延迟到子类中实现。这样可以在不改变客户端代码的情况下，通过添加新的子类来创建不同的对象。

工厂方法模式是一种非常灵活的模式，它允许我们根据需要动态地创建具体对象，而无需在客户端代码中直接实例化对象。这样可以提高代码的可扩展性和可维护性。

### 结构 ###

工厂方法模式包含以下几个角色：

*  **抽象产品类（Product）**：定义产品的共同接口，具体产品类都实现了这个接口。
 *  **具体产品类（Concrete Product）**：实现抽象产品类接口的具体产品。
 *  **抽象工厂类（Creator）**：定义创建产品的工厂方法，返回抽象产品类型的对象。
 *  **具体工厂类（Concrete Creator）**：实现抽象工厂类的工厂方法，返回具体产品类型的对象。

下面是一个简单的类图示例：

+-------------------+
    |      Creator      |
    +-------------------+
    | + factoryMethod() |
    +-------------------+
    
            ^
            |
            
    +-------------------+
    |      Product      |
    +-------------------+
    | + operation()     |
    +-------------------+
    
            ^
            |
            
    +-------------------+
    |  ConcreteProduct  |
    +-------------------+
    | + operation()     |
    +-------------------+

### 示例 ###

假设我们有一个图形绘制应用程序，可以绘制不同形状的图形，如圆形、矩形和三角形。我们可以使用工厂方法模式来创建这些图形对象。

首先，我们定义一个抽象图形类 `Shape`：

public abstract class Shape {
        public abstract void draw();
    }

然后，我们创建具体的图形类，如 `Circle`、`Rectangle` 和 `Triangle`，它们都继承自 `Shape` 类并实现了 `draw()` 方法：

public class Circle extends Shape {
        @Override
        public void draw() {
            System.out.println("绘制圆形");
        }
    }
    
    public class Rectangle extends Shape {
        @Override
        public void draw() {
            System.out.println("绘制矩形");
        }
    }
    
    public class Triangle extends Shape {
        @Override
        public void draw() {
            System.out.println("绘制三角形");
        }
    }

接下来，我们创建一个抽象工厂类 `ShapeFactory`，其中包含一个抽象的工厂方法 `createShape()`，由具体工厂类来实现：

public abstract class ShapeFactory {
        public abstract Shape createShape();
    }

然后，我们创建具体的工厂类，如 `CircleFactory`、`RectangleFactory` 和 `TriangleFactory`，它们分别继承自 `ShapeFactory` 并实现了 `createShape()` 方法：

public class CircleFactory extends ShapeFactory {
        @Override
        public Shape createShape() {
            return new Circle();
        }
    }
    
    public class RectangleFactory extends ShapeFactory {
        @Override
        public Shape createShape() {
            return new Rectangle();
        }
    }
    
    public class TriangleFactory extends ShapeFactory {
        @Override
        public Shape createShape() {
            return new Triangle();
        }
    }

最后，我们可以使用工厂方法来创建和使用图形对象：

public class Main {
        public static void main(String[] args) {
            ShapeFactory circleFactory = new CircleFactory();
            Shape circle = circleFactory.createShape();
            circle.draw(); // 输出：绘制圆形
    
            ShapeFactory rectangleFactory = new RectangleFactory();
            Shape rectangle = rectangleFactory.createShape();
            rectangle.draw(); // 输出：绘制矩形
    
            ShapeFactory triangleFactory = new TriangleFactory();
            Shape triangle = triangleFactory.createShape();
            triangle.draw(); // 输出：绘制三角形
        }
    }

### 优点和适用场景 ###

工厂方法模式具有以下优点：

*  将对象的创建逻辑推迟到子类中实现，使得客户端代码与具体产品的创建过程解耦。
 *  可以通过添加新的具体工厂类来扩展系统，而无需修改现有的客户端代码。
 *  具体工厂类可以根据需要返回不同的具体产品对象，实现了多态性。

工厂方法模式适用于以下场景：

*  需要根据不同的条件创建不同的对象。
 *  对象的创建逻辑较为复杂，需要在运行时动态决定具体对象的类型。
 *  客户端不需要知道对象的具体创建过程，只需要知道抽象工厂类和抽象产品类即可。

### 总结 ###

工厂方法模式是一种常用且灵活的创建型设计模式，它通过将对象的创建委托给子类来实现对象的创建和管理。工厂方法模式可以帮助我们提高代码的可扩展性和可维护性，同时将客户端代码与具体产品的创建过程解耦。

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