工厂方法模式

1、工厂方法模式概述

在工厂方法模式中，不再提供一个统一的工厂类来创建所有的产品对象，而是针对不同的产品提供不同的工厂，系统提供了一个与产品等级结构对应的工厂等级结构。

工厂方法模式的定义如下

工厂方法模式：定义一个用于创建对象的接口，但是让子类决定将哪一个类实例化。工厂方法模式让一个类的实例化延迟到其子类。

工厂方法模式简称工厂模式(Factory Pattern)，又可称为虚拟构造器模式(Virtual Constructor Pattern)或多态工厂模式(Polymorphic Factory Pattern)。工厂方法模式是一种类创建型模式。在工厂方法模式中，工厂父类负责定义创建产品对象的公共接口，而工厂子类则负责生成具体的产品对象，这样做的目的是将产品类的实例化操作延迟到工厂子类中完成，即通过工厂子类来确定究竟应该实例化哪一个具体产品类。

 

2、工厂方法模式的结构
工厂方法模式提供一个抽象工厂接口来声明抽象工厂方法，而由其子类来具体实现工厂方法，创建具体的产品对象。工厂方法模式的结构如下图

 

 

由图可知，工厂方法模式包含以下4个角色
(1)Product(抽象产品)：它是定义产品的接口，是工厂方法模式所创建对象的超类型，也就是产品对象的公共父类。

(2)ConcreteProduct(具体产品)：它实现了抽象产品接口，某种类型的具体产品由专门的具体工厂创建，具体工厂和具体产品之间一一对应。

(3)Factory(抽象工厂)：在抽象工厂类中，声明了工厂方法(Factory Method)，用于返回一个产品。抽象工厂是工厂方法模式的核心，所有创建对象的工厂类都必须实现该接口。

(4)ConcreteFactory(具体工厂)：它是抽象工厂类的子类，实现了在抽象工厂中声明的工厂方法，由客户端调用，返回一个具体产品类的实例。

3、工厂方式模式的实现
与简单工厂模式相比，工厂方法模式最重要的特点是引入了抽象工厂角色，抽象工厂可以是接口，也可以是抽象类或者具体类。其典型代码如下：

interface Factory
{
　　Product FactoryMethod();
}

 

在抽象工厂中声明了工厂方法但并未实现工厂方法，具体产品对象的创建由其子类负责，客户端针对抽象工厂编程，可在运行时指定具体工厂类，具体工厂类实现了工厂方法，不同的具体工厂可以创建不同的具体产品。其典型代码如下：

class ConcreteFactory:Factory
{
　　public Product FactoryMethod()
　　{
　　　　return new ConcreteProduct();
　　}
}

 

在客户端代码中，开发人员只需关心工厂类即可，不同的具体工厂可以创建不同的产品。典型的客户端代码片段如下：

...
Factory factory;
factory = new ConcreteFactory();
Product product;
product = factory.FactoryMethod();
...

4、工厂方法模式的优点
(1)在工厂方法模式中，工厂方法用来创建客户所需要的产品，同时还向客户隐藏了哪种具体产品类将被实例化这一细节，用户只需要关心所需产品对应的工厂即可，无须关心创建细节。甚至无须知道具体产品类的类名。

(2)基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键。它能够让工厂自主确定创建何种产品对象，而如何创建这个对象的细节则完全封装在具体工厂内部。工厂方法模式之所以被称为多态工厂模式，就是因为所有的具体工厂类都是具有同一抽象父类。

(3)使用工厂方法模式的另一个优点是在系统中加入新产品时，无须修改抽象工厂和抽象产品提供的接口，无须修改客户端，也无须修改其他的具体工厂和具体产品，而只要添加一个具体工厂和具体产品即可，这样，系统的可扩展性也就变得非常好，完全符合开闭原则。

 

5、工厂方法模式的缺点
(1)在添加新产品时，需要编写新的具体产品类，而且要提供与之对应的具体工厂类，系统中类的个数将成对增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，有更多的类需要编译和运行，会给系统带来一些额外的开销。

(2)由于考虑到系统的可扩展性，需要引入抽象层，在客户端代码中均使用抽象层进行定义，增加了系统的抽象性和理解难度。

 

6、工厂方法模式的试用环境
(1)客户端不知道它所需要的对象的类。

(2)抽象工厂类通过其子类来指定创建哪个对象。

 

7、工厂方法模式的应用实例

https://github.com/ahao214/FactoryMethodSample