工厂方法模式

简介

工厂方法模式（Factory Method Pattern）又叫作多态性工厂模式，指定义一个创建对象的接口，但由实现这个接口的类来决定实例化哪个类，工厂方法把类的实例化推迟到子类中进行。

通用模板

创建抽象产品接口：是工厂方法模式所创建的对象的超类型，也就是产品对象的共同父类或共同拥有的接口。
java 复制代码
```
// 抽象产品接口
public interface IProduct {
    void doSomething();
}
```

创建具体产品类：这个角色实现了抽象产品角色所定义的接口。某具体产品由专门的具体工厂创建，它们之间往往一一对应。

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// 具体产品类B
public class ProductB implements IProduct {
    public void doSomething() {
        System.out.println("ProductB...");
    }
}

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// 具体工厂类B
public class FactoryB implements IFactory {
    public IProduct makeProduct() {
        return new ProductB();
    }
}

创建抽象工厂接口：是工厂方法模式的核心，与应用程序无关。任何在模式中创建的对象的工厂类必须实现这个接口。
java 复制代码
```
// 抽象工厂接口
public interface IFactory {
    IProduct makeProduct();
}
```

创建具体工厂类：是实现抽象工厂接口的具体工厂类，包含与应用程序密切相关的逻辑，并且被应用程序调用以创建产品对象。

java 复制代码

// 具体工厂类A
public class FactoryA implements IFactory {
    public IProduct makeProduct() {
        return new ProductA();
    }
}

java 复制代码

// 具体工厂类B
public class FactoryB implements IFactory {
    public IProduct makeProduct() {
        return new ProductB();
    }
}

模板测试

代码

java 复制代码

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        IFactory factory = new FactoryA();
        factory.makeProduct().doSomething();

        factory = new FactoryB();
        factory.makeProduct().doSomething();
    }
}

结果
java 复制代码
```
ProductA...
ProductB...
```

应用场景

不知道实例化的具体类：当一个类无法预见它所必须创建的产品时，可以使用工厂方法模式。
希望用户扩展产品族：当希望由用户（如子系统）来指定具体的类时，可以使用工厂方法模式。这样可以允许用户在不修改原有代码的情况下增加新的功能。
多级产品结构：当一个类的实例只能由另一个紧密相关的对象创建时，可以使用工厂方法模式来创建不同等级结构的对象。

优点

遵循开闭原则：在工厂方法模式中，为每一个具体产品类都配置一个具体的工厂类，当增加新的产品类时，无需修改已有的工厂类代码，只需添加对应的具体产品类和具体工厂类即可。
封装性好：客户端只需知道产品的抽象类，而不需要知道具体的产品类是如何创建的。
灵活性强：每个具体工厂类都独立于其他的工厂类，增加了系统的灵活性和可扩展性。

缺点

增加系统类的数量：由于需要为每一个具体产品类都配置一个具体的工厂类，因此系统中类的个数会增加。
具体产品类依赖于对应的具体工厂类：如果具体产品类的创建逻辑发生改变，那么对应的工厂类也需要修改。
系统复杂数增加：随着具体产品类和具体工厂类的增加，系统将会变得更加复杂。

"生搬硬套"实战

场景描述

假设我们正在设计一个游戏，游戏中有多种类型的武器（Weapon），例如剑（Sword）和枪（Gun）。我们需要在游戏中根据玩家选择的角色来创建相应的武器对象。我们可以使用工厂方法模式来实现这一功能。

代码开发

根据模板我们知道工厂方法模式开发拢共就是4步：

创建抽象产品（这里只武器）接口

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// 抽象武器接口
public interface IWeapon {
    void attack();
}

创建具体产品（这里指剑、枪等武器）类

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// 具体武器类-剑
public class Sword implements IWeapon {
    public void attack() {
        System.out.println("用剑攻击！");
    }
}

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// 具体武器类-枪
public class Gun implements IWeapon {
    public void attack() {
        System.out.println("用枪攻击！");
    }
}

创建抽象工厂（这里指武器工厂）接口

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// 抽象武器工厂接口
public interface IWeaponFactory {
    IWeapon createWeapon();
}

创建具体工厂（这里指生产剑和枪的工厂）类

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// 具体生产剑的工厂类
public class SwordFactory implements IWeaponFactory {
    public IWeapon createWeapon() {
        return new Sword();
    }
}

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// 具体生产枪的工厂类
public class GunFactory implements IWeaponFactory {
    public IWeapon createWeapon() {
        return new Gun();
    }
}

至此，我们就通过"生搬硬套"工厂方法模式的模板设计出一套武器生产工厂，接下来我们进行测试：

测试代码

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public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        IWeaponFactory factory = new SwordFactory();
        factory.createWeapon().attack();

        factory = new GunFactory();
        factory.createWeapon().attack();
    }
}

结果
java 复制代码
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用剑攻击！
用枪攻击！
```

总结

工厂方法模式主要适用于以下应用场景。

（1）创建对象需要大量重复的代码。

（2）客户端（应用层）不依赖产品类实例如何被创建、实现等细节。

（3）一个类通过其子类来指定创建哪个对象。