设计模式(2)-工厂方法模式详解(易懂)

工厂方法模式的定义

工厂方法模式（FACTORY METHOD）是一种常用的对象创建型设计模式,此模式的核心精神是封装类中不变的部分，提取其中个性化善变的部分为独立类，通过依赖注入以达到解耦、复用和方便后期维护拓展的目的。它的核心结构有四个角色，分别是抽象工厂；具体工厂；抽象产品；具体产品。

从上面的图可以看出：Product为抽象产品类，负责产品的共性；Creator为抽象创建类；而具体的产品(ConcreteProduct)是由实现工厂ConcreteCreator完成的。工厂方法模式详解及举例

一.首先先用代码解释一下上面的图：

1.抽象产品类

public abstract class Product {  
   //所有产品类的公共业务方法  
   public void method1() {  
       //公共方法的实现  
   }  

   //声明抽象业务方法  
   public abstract void method2();  
}

2.具体产品类

public class ConcreteProduct1 extends Product{  
   //实现业务方法  
   public void method2() {  
       //业务方法的实现  
   }  
}

public class ConcreteProduct2 extends Product{  
   //实现业务方法  
   public void method2() {  
       //业务方法的实现  
   }  
}

3.抽象工厂类

public abstract class Creator{  

 //  public abstract Product createProduct(String arg)；
public abstract <T extends Product> T createProduct(Class<T> c);
}

4.具体工厂类

public class ConcreteCreator extends Creator{  

public <T extends Product> T createProduct(class<T> c){
Product product=null;
try{
      product =(T)Class.forName(c.getName()).newInstance();
}catch (Exception e){
   
}
return (T)product;
}

}

5调用：

Creator creator=new ConcreteCreator();
       Product product=creator.createProduct(ConcreteProduct1.class);
      // product.method2();

根据上面的代码应该看懂了吧？如果不懂下面我具体举个例子：

二.举例

我们拿手机举例，一个手机工厂生产两种手机，分别是华为手机和小米手机。过程就是在工厂经过一系列的加工制作生产出这两种手机，下面用代码来演示一下：

1.抽象产品类，也就是两种手机的共性：

定义了两个方法，一个是打电话，一个是手机的品牌，两种手机的品牌是不同的，所以是抽象的。

public abstract class Phone {
   //两种手机都可以打电话
   public void Call() {
       //公共方法的实现
   }

   //两种手机都有品牌,但是品牌不同，所以是抽象的
   public abstract void PhoneBrand();
}

2.具体的产品类， 就是华为手机和小米手机两个产品

public class HUAWEIPhone extends Phone {
   //品牌
   @Override
   public void PhoneBrand() {
       Log.e("qzs","我的品牌是华为");
   }
}

public class MIPhone extends Phone {
   //品牌
   @Override
   public void PhoneBrand() {
       Log.e("qzs","我的品牌是小米");
   }
}

3.抽象工厂类，要想生产手机就必须要有工厂，所以先要定义生产手机的抽象方法。

public abstract class PhoneFactory  {
   public abstract <T extends Phone> T createPhone(Class<T> c);
}

4.具体工厂类,具体的生产手机的方法

public class ConcretePhoneFactory extends PhoneFactory {

   @Override
   public <T extends Phone> T createPhone(Class<T> c) {
       Phone phone=null;
       try{
           phone =(Phone)Class.forName(c.getName()).newInstance();
           Log.e("qzs","生产了一个手机");
           phone.PhoneBrand();
       }catch (Exception e){

       }
       return (T) phone;
   }
}

调用：

PhoneFactory phoneFactory=new ConcretePhoneFactory();
       Phone huaiweiphone=phoneFactory.createPhone(HUAWEIPhone.class);
       Phone miphone=phoneFactory.createPhone(MIPhone.class);

运行的结果如下，可以看到生产了两种手机，这次工厂方法模式是不是有了更为清楚的认识。

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工厂方法模式不同形式

1.简单工厂模式

就是把抽象工厂类去掉，具体工厂类的方法上加上static，拿上面的例子说明：

public class ConcretePhoneFactory {

   public  static <T extends Phone> T createPhone(Class<T> c) {
       Phone phone=null;
       try{
           phone =(Phone)Class.forName(c.getName()).newInstance();
           Log.e("qzs","生产了一个手机");
           phone.PhoneBrand();
       }catch (Exception e){
       }
       return (T) phone;
   }
}

2.多工厂方法模式

从名字就可以看出来，是有多个具体工厂类，上面的例子是两种手机都放在了一个工厂了，现实的话应该在两个工厂生产，也就是多工厂方法模式。

分成两个工厂后，抽象工厂类就不用传参了，因为每种手机都有自己工厂了。

修改后的抽象工厂类：

public abstract class PhoneFactory  {
   public abstract  Phone createPhone();
}

修改的具体工厂类：

public class ConcreteHUAWEIFactory extends PhoneFactory {
   @Override
   public Phone createPhone() {
       Log.e("qzs","生产了一个华为手机");
       return new HUAWEIPhone();
   }
}

public class ConcreteMIFactory extends PhoneFactory {
   @Override
   public Phone createPhone() {    
       Log.e("qzs","生产了一个小米手机");
       return new MIPhone();
   }
}

3.工厂方法模式来实现单例模式

单例模式的核心要求就是在内存中只有一个对象，通过工厂方法模式也可以只在内存中生产一个对象。

public class Singleton {  
 
   private Singleton() {  
 
   }  
 
   public void doSomething() {  
       System.out.println("具体逻辑");  
   }  
}

通过获得类构造器，然后设置访问权限，生成一个对象，然后提供外部访问，保证内存中的对象唯一。

public class SingletonFactory {  
 
   private static Singleton singleton;  

   static {  
       try {  
           Class clazz = Class.forName(Singleton.class.getName());  
           Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor();  
           constructor.setAccessible(true);  
           singleton = (Singleton) constructor.newInstance();  
       } catch (Exception e) {  
 
       }
   }  
 
   public static Singleton getSingleton() {  
 
       return singleton;  
   }  
}

调用：

Singleton singleton = SingletonFactory.getSingleton();  
       Singleton singleton2 = SingletonFactory.getSingleton();  
       System.out.println(singleton);  
       System.out.println(singleton2);

打印后发现对象是相同的。

4.延迟初始化

一个对象被消费完毕后，并不立刻释放，工厂类保持其初始状态，等待再次被使用。

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工厂方法模式优缺点

1.优点

工厂方法模式是完全符合开闭原则的；

工厂模式是一种典型的解耦模式,可以降低对象之间的耦合度；

工厂模式是依靠抽象架构的，它把实例化产品的任务交由实现类完成，扩展性比较好。

可以使代码结构清晰，有效地封装变化。

对调用者屏蔽具体的产品类。如果使用工厂模式，调用者只关心产品的接口就可以了，至于具体的实现，调用者根本无需关心。即使变更了具体的实现，对调用者来说没有任何影响。

2.缺点

简单的对象应用时，不适合工厂方法模式。

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模式应用

工厂方法经常用在以下两种情况中:

第一种情况是对于某个产品，调用者清楚地知道应该使用哪个具体工厂服务，实例化该具体工厂，生产出具体的产品来。Java Collection中的iterator() 方法即属于这种情况。

第二种情况，只是需要一种产品，而不想知道也不需要知道究竟是哪个工厂为生产的，即最终选用哪个具体工厂的决定权在生产者一方，它们根据当前系统的情况来实例化一个具体的工厂返回给使用者，而这个决策过程这对于使用者来说是透明的。

文章学习参考了《设计模式之禅》#

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