一天一个设计模式——工厂方法(FactoryMethod)模式

时间:2021-04-13 04:22:22

一、模式说明

  在前一个模板方法(Template Method)模式中,父类定义了处理流程,而流程中用到的方法交给子类去实现。类似的,在工厂方法模式中,父类决定如何生成实例,但并不决定所要生成的具体类,具体的处理交由子类来处理。这样可以将生成实例的框架和实例本身解耦。

  工厂方法模式在很多框架中都有用到,在面试中也问的比较多的,需要重点理解把握。

二、工厂方法(Factory Method)模式类图

一天一个设计模式——工厂方法(FactoryMethod)模式

三、工厂方法(Factory Method)模式中的角色

  • Product产品类【框架】:定义了工厂方法模式生成的实例应该持有哪些接口。
  • Creater创建者类【框架】:负责生成Product角色的抽象类。Creater角色对最终生成的实例是一无所知的,它只知道,只要调用Product角色和工厂方法(factoryMethod),就可以生成Product的实例,无需调用new方法,这样可以将父类和其他具体类耦合。
  • ConreteProduct具体的产品类:工厂方法生成的具体产品。
  • ConcreteCreater具体的创建者类:负责生成具体的产品。

四、工厂方法(Factory Method)代码示例:

1、模式框架类的创建,Product类:

package com.designpattern.cn.factorymethodpattern.patternframework;

public abstract class Product {
public abstract void use();
}

2、模式框架类的创建,Factory类:

package com.designpattern.cn.factorymethodpattern.patternframework;

public abstract class Factory {
public final Product create(String owner){
Product product = this.createProduct(owner);
this.registerProduct(product);
return product;
} protected abstract Product createProduct (String owner);
protected abstract void registerProduct(Product product);
}

3、模式实现类,IDCard身份证类:

package com.designpattern.cn.factorymethodpattern.patterndemostrate;

import com.designpattern.cn.factorymethodpattern.patternframework.Product;

public class IDCard extends Product {
private String owner;
IDCard(String owner){
System.out.println("制作" + owner + "的ID卡");
this.owner = owner;
} public void use(){
System.out.println("使用" + this.owner + "的ID卡");
} public String getOwner() {
return owner;
}
}

4、模式实现类,IDCardFactory类:

package com.designpattern.cn.factorymethodpattern.patterndemostrate;

import com.designpattern.cn.factorymethodpattern.patternframework.Factory;
import com.designpattern.cn.factorymethodpattern.patternframework.Product; import java.util.ArrayList;
import java.util.List; public class IDCardFactory extends Factory {
private List owners = new ArrayList();
protected Product createProduct(String owner){
return new IDCard(owner);
} protected void registerProduct(Product product){
owners.add(((IDCard)product).getOwner());
} public List getOwners(){
return owners;
}
}

5、Main方法类与运行结果:

一天一个设计模式——工厂方法(FactoryMethod)模式

上面的代码示例中,工厂模式的createProduct是一个抽象方法,必须在子类中实现该方法,具体可以选择三种实现方式:

  1. 指定其为抽象方法,如同上面的代码示例一样;
  2. 为其实现默认处理:

public Product createProduct(String name){
return new Product(name);
}

如果采用这种方式,Product类就不能定义为抽象类。

3.抛出异常的方式:

public Product createProduct(String name){
throw new FactoryMethodRuntimeException();
}

这样一来,就必须在子类中重写该方法,否则会抛出异常。

五、工厂方法(Factory Method)模式相关的模式

  • 模板方法(Template Method)模式:工厂方法模式是模板方法模式的典型应用,工厂方法中的createProduct就是模板方法。
  • 单例模式(Singleton):工厂方法模式中,具体的创建者角色(上例中的IDCardFactory)类,可以设计为单例模式,因为程序中没有必要存在多个创建者角色的实例(后续学习到单例模式时再回头修改这个示例)。
  • 组合(Composite)模式:将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构,组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。工厂方法模式中的Creater和ConcreteCreater对象可以用到该模式。
  • 迭代器(Iterator)模式:在迭代器模式中,使用iterator方法生成Iterator实例时,会使用工厂方法模式。