创建型模式-工厂方法模式

一、相关概念

1. 工厂方法模式：定义一个用于创建对象的工厂接口，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

2. 其他称呼：
   • 工厂模式
   • 虚拟构造器模式
   • 多态工厂模式

工厂方法模式.png

二、工厂方法模式中的角色

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，实现了抽象工厂中定义的工厂方法，并可由客户端调用，返回一个具体产品类的实例。

抽象工厂可以是接口，也可以是抽象类或者具体类

三、工厂方法模式案例

1. 开发一个日志记录器，可以根据需要选择是文件类型的日志或者文办方式的日志


2. 可以将工厂方法重载，以不同的参数需求创建对象

重载的工厂方法结构图.png

3. 工厂方法的隐藏

在工厂中直接调用被创建对象的方法，但是会导致工厂类职责不单一，不建议这样使用。

四、工厂方法案例

利用工厂方法模式创建不同的图片格式读取，比如GIF、JPG格式的图片

/**
 * @author Liucheng
 * @date 2019/6/30 16:39
 */
public interface Picture {

    public void read();
}

class GIFPicture implements Picture {

    @Override
    public void read() {
        System.out.println("读取了GIF格式的图片");
    }
}

class JPGPicture implements Picture {
    @Override
    public void read() {
        System.out.println("读取了JPG格式的图片");
    }
}

/**
 * @author Liucheng
 * @date 2019/6/30 16:42
 */
public interface PictureFactory {

    public Picture getPicture();

    public Picture getPicture(String[] args);

    public Picture getPicture(Object obj);
}

class GIFPictureFactory implements PictureFactory {
    @Override
    public Picture getPicture() {
        return new GIFPicture();
    }

    @Override
    public Picture getPicture(String[] args) {
        for (String arg : args) {
            System.out.print(arg + " ");
        }
        return new GIFPicture();
    }

    @Override
    public Picture getPicture(Object obj) {
        System.out.println(obj.toString());
        return new GIFPicture();
    }
}

class JPGPictureFactory implements PictureFactory {
    @Override
    public Picture getPicture() {
        return new JPGPicture();
    }

    @Override
    public Picture getPicture(String[] args) {
        for (String arg : args) {
            System.out.print(arg + " ");
        }
        return new JPGPicture();
    }

    @Override
    public Picture getPicture(Object obj) {
        System.out.println(obj.toString());
        return new JPGPicture();
    }
}

import org.w3c.dom.Document;

import javax.xml.parsers.DocumentBuilder;
import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory;
import java.io.InputStream;

/**
 * @author Liucheng
 * @since 2019-06-30
 */
public class Client {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        PictureFactory factory = (PictureFactory)XMLUtil.getBean();

        Picture picture = factory.getPicture();

        picture.read();

    }
}

class XMLUtil {

    public static Object getBean() throws Exception{

        // 创建DOM对象
        DocumentBuilderFactory dFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance();

        DocumentBuilder builder = dFactory.newDocumentBuilder();
        InputStream inputStream = XMLUtil.class.getClassLoader().getResourceAsStream("factorymethodpatternconfig.xml");

        Document root = builder.parse(inputStream);

        String className = root
                .getElementsByTagName("className")
                .item(0)
                .getFirstChild()
                .getNodeValue();

        return Class.forName(className).newInstance();
    }
}

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<config>
    <className>factorymethodpattern.GIFPictureFactory</className>
</config>

五、工厂模式优缺点总结

1). 优点

1. 工厂方法模式的关键是基于工厂角色和产品角色的多态性设计，又为多态工厂模式，能够让工厂可以自主确定创建何种产品对象，并隐藏创建类的细节。
2. 在系统中添加新产品时，只需要添加新的实现类和工厂，复合开闭原则。

2). 缺点

1. 添加产品，必须得添加对应的工厂，随着产品的增多，系统中类的个数将成对增加，增加了系统的复杂度，有更多的类需要编译和运行，带来额外的系统开销。
2. 客户端在抽象层中编程，增加了系统的抽象性和理解难度。

五、工厂模式的适用场景

1. 客户端不知道它所需要的对象的类。在工厂方法模式中，客户端不需要知道具体产品类的类名，只需要知道所对应的工厂即可，具体的产品对象由具体工厂类创建，可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。
2. 抽象工厂类通过其子类来指定创建哪个对象。在工厂方法模式中，对于抽象工厂类只需要提供一个创建产品的接口，而由其子类来确定具体要创建的对象，利用面向对象的多态性和里氏代换原则，在程序运行时，子类对象将覆盖父类对象，从而使得系统更容易扩展。