设计模式 - 工厂方法模式

一、核心概念

二、组成部分

三、示例代码

[3.1 定义产品接口](#3.1 定义产品接口)

[3.2 定义具体产品类](#3.2 定义具体产品类)

[3.3 定义抽象工厂](#3.3 定义抽象工厂)

[3.4 定义具体工厂](#3.4 定义具体工厂)

[3.5 客户端代码](#3.5 客户端代码)

四、与简单工厂模式的区别

五、优缺点

[5.1 优点](#5.1 优点)

[5.2 缺点](#5.2 缺点)

六、总结

一、核心概念

工厂方法模式（Factory Method Pattern）是创建型模式的一种，用于创建对象而不暴露创建逻辑。它通过定义一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法模式让类的实例化延迟到了子类中。

二、组成部分

工厂方法模式主要包括以下几个部分：

抽象工厂（Creator）：定义了一个创建产品对象的工厂接口。
具体工厂（Concrete Creator）：实现了抽象工厂接口，负责创建具体的产品对象。
抽象产品（Product）：定义了产品的接口或抽象类。
具体产品（Concrete Product）：实现了抽象产品的接口或抽象类。

三、示例代码

假设我们需要创建不同类型的披萨（Pizza），并且我们希望有一个工厂类来负责创建这些披萨。

3.1 定义产品接口

java 复制代码

public interface Pizza {
    void prepare();
    void bake();
    void cut();
    void box();
}

3.2 定义具体产品类

java 复制代码

public class CheesePizza implements Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("Preparing Cheese Pizza");
    }

    @Override
    public void bake() {
        System.out.println("Baking Cheese Pizza");
    }

    @Override
    public void cut() {
        System.out.println("Cutting Cheese Pizza");
    }

    @Override
    public void box() {
        System.out.println("Boxing Cheese Pizza");
    }
}

java 复制代码

public class PepperoniPizza implements Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("Preparing Pepperoni Pizza");
    }

    @Override
    public void bake() {
        System.out.println("Baking Pepperoni Pizza");
    }

    @Override
    public void cut() {
        System.out.println("Cutting Pepperoni Pizza");
    }

    @Override
    public void box() {
        System.out.println("Boxing Pepperoni Pizza");
    }
}

3.3 定义抽象工厂

java 复制代码

public abstract class PizzaFactory {
    public abstract Pizza createPizza(String type);
}

3.4 定义具体工厂

java 复制代码

public class SimplePizzaFactory extends PizzaFactory {
    @Override
    public Pizza createPizza(String type) {
        Pizza pizza = null;
        if ("cheese".equals(type)) {
            pizza = new CheesePizza();
        } else if ("pepperoni".equals(type)) {
            pizza = new PepperoniPizza();
        }
        return pizza;
    }
}

3.5 客户端代码

java 复制代码

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        PizzaFactory factory = new SimplePizzaFactory();
        
        Pizza cheesePizza = factory.createPizza("cheese");
        cheesePizza.prepare();
        cheesePizza.bake();
        cheesePizza.cut();
        cheesePizza.box();

        Pizza pepperoniPizza = factory.createPizza("pepperoni");
        pepperoniPizza.prepare();
        pepperoniPizza.bake();
        pepperoniPizza.cut();
        pepperoniPizza.box();
    }
}

四、与简单工厂模式的区别

与简单工厂模式相比，工厂方法模式有以下几个区别：

抽象工厂 ：工厂方法模式中定义了一个抽象工厂类，具体工厂类继承自抽象工厂类。
子类实现创建逻辑 ：具体工厂类在子类中实现创建逻辑，而不是在一个静态方法中。
扩展性更好 ：当需要新增产品时，只需要扩展具体工厂类，而不需要修改工厂类的代码。

🎈 所谓扩展性好，意思是当我们有新产品时，我们可以再创建一个抽象工厂的子类，而不需要修改原来的子类。简单工厂就需要修改原来的工厂类来解决问题，破环了开闭原则。

当然了，简单工厂也可以不修改，你说你再建一个工厂再通过静态方法去做，可不可以呢？可以，但是它已经不叫做简单工厂方法了，简单工厂就是一个工厂！相当于你创建了多个工厂，但是这些工厂之间又没有逻辑联系，互相耦合，使得代码混乱。

所以，通过抽象工厂作为纽带，创建不同的子类工厂，就完美解决了这个问题。

五、优缺点

5.1 优点

遵循开闭原则：工厂方法模式遵循开闭原则（OCP），即对扩展开放，对修改关闭。当需要新增产品时，可以通过扩展子类来实现，而不需要修改现有代码。
封装性好：客户端不需要关心产品的创建细节，只需要调用工厂类的创建方法即可。
灵活性高：工厂方法模式可以根据条件创建不同的产品，提高了系统的灵活性。

5.2 缺点

类的个数增加：每增加一个产品，就需要增加一个相应的具体工厂类。
具体工厂与产品紧密耦合：具体工厂与具体产品之间存在紧密的耦合关系，一旦具体产品发生变化，可能需要修改相应的具体工厂类。

六、总结

工厂方法模式是一种非常实用的设计模式，它通过定义一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。这种方式不仅提高了代码的灵活性和可扩展性，还遵循了开闭原则。在实际开发中，工厂方法模式可以广泛应用于需要创建多种相关对象的场景，尤其是在对象创建逻辑较为复杂的情况下。