Factory 方法模式

2018年8月22日19:34:48

Factory 方法模式定義

吾欲娶卿，必問卿之父母，謂之父母之命。

Factory 方法模式（Factory Method），定義一個用於建立對象的介面，讓子類決定執行個體化哪一個類。Factory 方法使一個類的執行個體化延遲到其子類。 ——《設計模式：可複用物件導向軟體的基礎》

使用情境

Factory 方法模式在簡單原廠模式的基礎上，將判斷邏輯的選擇權上交給用戶端，讓用戶端決定使用哪個具體工廠類。這算是Factory 方法相比與簡單原廠模式的缺點吧，這樣的話，你就要事Crowdsourced Security Testing道有什麼具體工廠類。相對於直白的new對象，不需要記住具體產品類，服務端隱藏了具體產品類的建立細節，在具體工廠類中不一定就是建立具體產品類，也可以做一些其他事情，符合物件導向的封裝性。

簡單原廠模式加產品，需要修改內部判斷邏輯，這是違反設計模式六大模式中的開閉原則（挖坑），就是對擴充是開放的，對修改是關閉的。Factory 方法模式加產品，只需增加相對應的具體工廠對象即可，符合開閉原則，這是Factory 方法模式優點之一。個人觀點：Factory 方法模式適合那種經常更替（即增加和刪除）具體產品對象的情境，正好利用了這個優點。如服裝換季，你是一個設計師，換季了新的產品上架，加上新產品，老闆選擇新工廠，銷售商家只需要從工廠擷取新產品即可，舊產品下架，和舊工廠合約到期，就這樣。

角色

將簡單原廠模式的工廠角色內部邏輯判斷上交給用戶端後，分別封裝建立對象細節到具體工廠類，具體工廠類都繼承於一個共同的介面。簡單原廠模式可查看：簡單原廠模式。

Factory 方法模式有以下四種角色：

• 抽象工廠角色（IFactory）：具體工廠公用介面，定義Factory 方法返回產品
• 具體工廠角色（ConcreteFactoryImpl)：繼承工廠工廠公用介面，實現Factory 方法，運行期返回具體產品執行個體
• 抽象產品角色（IProduct）
• 具體產品角色（ConcreteProductImpl）

圖示

程式碼範例

程式碼範例依然用的是加減乘除運算操作，跟簡單原廠模式一樣，只是將工廠類SimpleFactory拆分為抽象工廠類和具體工廠類。簡單原廠模式可查看：簡單原廠模式。

類依賴關係圖：

抽象工廠角色（IOperationFactory.java）：

public interface IOperationFactory {    public IOperation createOperation();}

抽象出來的具體工廠對象公用介面。

具體工廠角色（AddOperationFactoryImpl.java、SubOperationFactoryImpl.java、MulOperationFactoryImpl.java、DivOperationFactoryImpl.java）:

// 加法工廠public class AddOperationFactoryImpl implements IOperationFactory {    @Override    public IOperation createOperation() {        return new AddOperationImpl();    }}// 減法工廠public class SubOperationFactoryImpl implements IOperationFactory {    @Override    public IOperation createOperation() {        return new SubOperationImpl();    }}//  乘法工廠public class MulOperationFactoryImpl implements IOperationFactory {    @Override    public IOperation createOperation() {        return new MulOperationImpl();    }}//  除法工廠public class DivOperationFactoryImpl implements IOperationFactory {    @Override    public IOperation createOperation() {        return new DivOperationImpl();    }}

每個具體工廠對象對應一個具體產品對象。

抽象產品角色（IProduct.java）：

public interface IOperation {    public int getResult(int a, int b);}

具體產品角色（AddOperationImpl.java、SubOperationImpl.java、MulOperationImpl.java、DivOperationImpl.java):

// 加法實作類別public class AddOperationImpl implements IOperation{    @Override    public int getResult(int a, int b) {        return a + b;    }}// 減法實作類別public class SubOperationImpl implements IOperation {        @Override    public int getResult(int a, int b) {        return a - b;    }}// 乘法實作類別public class MulOperationImpl implements IOperation {    @Override    public int getResult(int a, int b) {        return a * b;    }}// 除法實作類別public class DivOperationImpl implements IOperation {    @Override    public int getResult(int a, int b) {        return a / b;    }}

測試類別（FactoryMethodTest.java）：

public class FactoryMethodTest {        public static void main(String[] args) {        int a = 999, b = 888;        // 加        // 建立具體工廠        IOperationFactory operationFactory = new AddOperationFactoryImpl();        // 建立具體產品        IOperation operation = operationFactory.createOperation();        // 調用具體產品的功能        int result = operation.getResult(a, b); // 1887        System.out.println(result);                // 減        operationFactory = new SubOperationFactoryImpl();        operation = operationFactory.createOperation();        result = operation.getResult(a, b); // 111        System.out.println(result);                // 乘        operationFactory = new MulOperationFactoryImpl();        operation = operationFactory.createOperation();        result = operation.getResult(a, b); // 887112        System.out.println(result);                // 除        operationFactory = new DivOperationFactoryImpl();        operation = operationFactory.createOperation();        result = operation.getResult(a, b); // 1        System.out.println(result);            }    }

用戶端要判斷使用什麼具體工廠對象，從而執行個體化所需的具體產品對象。

優點（小抄）

（連結在文末參考處）

1、在Factory 方法模式中，Factory 方法用來建立客戶所需要的產品，同時還向客戶隱藏了哪種具體產品類將被執行個體化這一細節，使用者只需要關心所需產品對應的工廠，無須關心建立細節，甚至無須知道具體產品類的類名。

2、基於工廠角色和產品角色的多態性設計是Factory 方法模式的關鍵。它能夠使工廠可以自主確定建立何種產品對象，而如何建立這個對象的細節則完全封裝在具體工廠內部。Factory 方法模式之所以又被稱為多態原廠模式，是因為所有的具體工廠類都具有同一抽象父類。

3、使用Factory 方法模式的另一個優點是在系統中加入新產品時，無須修改抽象工廠和抽象產品提供的介面，無須修改用戶端，也無須修改其他的具體工廠和具體產品，而只要添加一個具體工廠和具體產品就可以了。這樣，系統的可擴充性也就變得非常好，完全符合“開閉原則”。

缺點（小抄）

1、在添加新產品時，需要編寫新的具體產品類，而且還要提供與之對應的具體工廠類，系統中類的個數將成對增加，在一定程度上增加了系統的複雜度，有更多的類需要編譯和運行，會給系統帶來一些額外的開銷。

2、由於考慮到系統的可擴充性，需要引入抽象層，在用戶端代碼中均使用抽象層進行定義，增加了系統的抽象性和理解難度，且在實現時可能需要用到DOM、反射等技術，增加了系統的實現難度。

總結

Factory 方法模式是簡單原廠模式的進一步抽象和推廣。

由於使用了物件導向的多態性，Factory 方法模式保持了簡單原廠模式的優點，而且克服了它的缺點。

所有代碼可見於Github.Mingmingcome

完

參考：

Factory 方法模式(Factory Method Pattern)