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比简单工厂更好的 - 工厂方法模式（Factory Method Pattern）

article 2025/1/27 3:59:36

工厂方法模式（Factory Method Pattern）

工厂方法模式（Factory Method Pattern）
- 工厂方法模式（Factory Method Pattern）概述
- - 工厂方法模式（Factory Method Pattern）结构图
  - 工厂方法模式（Factory Method Pattern）涉及的角色
- talk is cheap， show you my code
- 总结

工厂方法模式（Factory Method Pattern）

工厂方法模式（Factory Method Pattern）是一种创建型设计模式，它提供了一种创建对象的接口，但由子类决定要实例化的类是哪一个。这种模式让类的实例化推迟到子类，从而实现了创建逻辑与具体实现的分离。通过这种方式，工厂方法模式使得一个框架可以不依赖于具体的类，而只依赖于抽象类或接口，提高了代码的灵活性和可扩展性。

太抽象了
我们先说一下简单工厂，简单工厂模式（Simple Factory Pattern）：定义一个工厂类，它可以根据参数的不同返回不同类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。因为在简单工厂模式中用于创建实例的方法是静态（static）方法，因此简单工厂模式又被称为静态工厂方法（Static Factory Method）模式，它属于类创建型模式。
相当于我们有一个工厂类，有一个工厂方法，我们给这个工厂方法传入不同的参数，这个工厂就给我生成不同的对象。但是简单工厂有一个问题就是，如果我们要新增产品，我们就需要修改工厂方法。这样就违反了开闭原则。

工厂方法模式（Factory Method Pattern）概述

工厂方法模式（Factory Method Pattern）结构图

在这里插入图片描述

工厂方法模式（Factory Method Pattern）涉及的角色

产品接口（Product）：声明了所有具体产品必须实现的操作。所有的具体产品类都实现了这个接口或继承自这个抽象类。

public interface Product {
    void operation();
}

具体产品（ConcreteProduct）：实现了Product接口，提供了具体产品的实现。

public class ConcreteProductA implements Product {
    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("ConcreteProductA operation");
    }
}

public class ConcreteProductB implements Product {
    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("ConcreteProductB operation");
    }
}

创建者/工厂接口（Creator）：接口或抽象类，声明了工厂方法，该方法返回Product类型的对象。创建者还可以包含其他业务逻辑，这些逻辑可以调用工厂方法来创建产品对象。

public abstract class Creator {
    // 工厂方法
    public abstract Product factoryMethod();

    // 其他业务逻辑
    public void someOperation() {
        Product product = this.factoryMethod();
        product.operation(); // 使用创建的产品
    }
}

具体创建者（ConcreteCreator）：实现了Creator中的工厂方法，每个具体创建者都会返回不同类型的Product对象。

public class ConcreteCreatorA extends Creator {
    @Override
    public Product factoryMethod() {
        return new ConcreteProductA();
    }
}

public class ConcreteCreatorB extends Creator {
    @Override
    public Product factoryMethod() {
        return new ConcreteProductB();
    }
}

talk is cheap， show you my code

// 定义产品接口
public interface Shape {
    void draw();
}

// 实现具体产品
public class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a circle.");
    }
}

public class Rectangle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a rectangle.");
    }
}

// 定义创建者接口
public abstract class ShapeFactory {
    public abstract Shape createShape();

    public void drawShape() {
        Shape shape = createShape();
        shape.draw();
    }
}

// 实现具体创建者
public class CircleFactory extends ShapeFactory {
    @Override
    public Shape createShape() {
        return new Circle();
    }
}

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

// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ShapeFactory circleFactory = new CircleFactory();
        circleFactory.drawShape(); // Drawing a circle.

        ShapeFactory rectangleFactory = new RectangleFactory();
        rectangleFactory.drawShape(); // Drawing a rectangle.
    }
}

工作流程

客户端创建具体的工厂对象（如 CircleFactory 或 RectangleFactory）。
调用工厂对象的 drawShape() 方法。
drawShape() 方法内部调用 createShape() 方法，由具体的工厂子类决定创建哪种类型的 Shape 实例。
创建的 Shape 实例的 draw() 方法被执行，输出相应的绘制信息。

总结

工厂方法模式的优点

遵循开闭原则：新增加产品时，只需要添加新的具体产品类和对应的创建者类，无需修改现有代码，这符合面向对象设计中的开闭原则（Open/Closed Principle）。
支持多态行为：客户端代码可以通过基类或接口来操作对象，而不需要关心具体的产品类型。
解耦合：工厂方法模式将创建对象的责任推给了子类，减少了客户端代码与具体产品之间的耦合度。
易于扩展：当需要引入新产品时，只需创建相应的产品类和创建者类即可，而不必修改现有代码。

工厂方法模式的具体应用场景