六.Factory 工厂模式

Factory Method模式的概念

在大规模的系统开发过程中，考虑系统的灵活性，低耦合性，可扩展性等因素，常常不直接使用new来生成类的实例，而是通过一个叫做工厂 （Factory）的类来专门生成类的实例。Factory Method模式，在上述基础上，把类的实例生成的任务委让给子工厂去完成的一种设计方法，所以Factory Method模式又被称为多态工厂(Polymorphic Factory)模式。在Factory Method模式中，父工厂类只定义创建对象的公共接口，而子工厂类则负责生成具体的类的实例。
简单一点说，Factory Method模式就是生成类实例（对象）的一种方法

Factory Method用到以下几个概念：
- 父工厂类：定义创建类实例的接口
- 子工厂类：实现接口定义，生成具体的类的实例
- 具有继承关系的产品类：由子工厂类创建


下面举例说明。
有一系列的自动车产品Bus（公交 车），Truck（卡车）；
它们需要由不同的工厂生产，但具有相同的生产流程。

为了以后扩展其他流水线，比如摩托车，我们需要一 种柔软的方案来实现自动车生产的过程。
为了实现这个需求，我们定义了：

CarFactory：定义自动车生产的接口规范。
BusFactory： 生产Bus。
TruckFactory：生产Truck。

Car：自动车父类，定义了自动车一些公共的属性与行为。
CarBus： 公交车，自动车的一种。
CarTruck：卡车，自动车的一种。


下面我们用Factory Method来实现以上模型。

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1. Factory Method模式的实现范 例  
2. 工厂类定义：  
3. 自动车工厂类CarFactory.java  
4.   
5. view plaincopy to clipboardprint?  
6. abstract   class  CarFactory {     
7.     //定义生产自动车生产的接口规范      
8.     public  Car createCar();     
9. }    
10.   
11. abstract   class  CarFactory {  
12.     //定义生产自动车生产的接口规范   
13.     public  Car createCar();  
14. }  
15.   
16.   
17.   
18. 生产公交车的工厂类BusFactory.java  
19.   
20. view plaincopy to clipboardprint?  
21. class  BusFactory  extends  CarFactory {     
22.     public  Car createCar() {     
23.         //生产公交车      
24.         return   new  CarBus();     
25.     }     
26. }    
27.   
28. class  BusFactory  extends  CarFactory {  
29.     public  Car createCar() {  
30.         //生产公交车   
31.         return   new  CarBus();  
32.     }  
33. }  
34.   
35.   
36.   
37. 生产卡车的工厂类 TruckFactory.java  
38.   
39. view plaincopy to clipboardprint?  
40. class  TruckFactory  extends  CarFactory {     
41.     public  Car createCar() {     
42.         //生产卡车      
43.         return   new  TruckBus();     
44.     }     
45. }    
46.   
47. class  TruckFactory  extends  CarFactory {  
48.     public  Car createCar() {  
49.         //生产卡车   
50.         return   new  TruckBus();  
51.     }  
52. }  
53.   
54.   
55.   
56. 产品类定义：  
57. 自动车父类Car.java  
58. 为了简单起见， 只定义了一个方法返回自动车的种类。  
59.   
60. view plaincopy to clipboardprint?  
61. public   class  Car {     
62.     public  String getType() {     
63.         return   "Car" ;     
64.     }     
65. }    
66.   
67. public   class  Car {  
68.     public  String getType() {  
69.         return   "Car" ;  
70.     }  
71. }  
72.   
73.   
74.   
75. 公交车类CarBus.java  
76.   
77. view plaincopy to clipboardprint?  
78. public   class  CarBus  extends  Car {     
79.     public  String getType() {     
80.         return   "Bus" ;     
81.     }     
82. }    
83.   
84. public   class  CarBus  extends  Car {  
85.     public  String getType() {  
86.         return   "Bus" ;  
87.     }  
88. }  
89.   
90.   
91.   
92. 卡车类CarTruck.java  
93.   
94. view plaincopy to clipboardprint?  
95. public   class  CarTruck  extends  Car {     
96.     public  String getType() {     
97.         return   "Truck" ;     
98.     }     
99. }    
100.   
101. public   class  CarTruck  extends  Car {  
102.     public  String getType() {  
103.         return   "Truck" ;  
104.     }  
105. }  
106.   
107.   
108.   
109. Client调用：通过工厂类生产不同的自动车  
110. Client.java  
111.   
112. view plaincopy to clipboardprint?  
113. public   class  Client {     
114.     public   static   void  main(String[] args) {     
115.         CarFactory factory = new  BusFactory();     
116.         //生产公交车      
117.         Car bus = factory.createCar();     
118.         System.out.println("生产了："  + bus.getType());     
119.     
120.         factory = new  TruckFactory();     
121.         //生产卡车      
122.         Car truck = factory.createCar();     
123.         System.out.println("生产 了："  + truck.getType());     
124.   }     
125. }    

Factory Method模式的实现范例 工厂类定义： 自动车工厂类CarFactory.java view plaincopy to clipboardprint? abstract class CarFactory { //定义生产自动车生产的接口规范 public Car createCar(); } abstract class CarFactory { //定义生产自动车生产的接口规范 public Car createCar(); } 生产公交车的工厂类BusFactory.java view plaincopy to clipboardprint? class BusFactory extends CarFactory { public Car createCar() { //生产公交车 return new CarBus(); } } class BusFactory extends CarFactory { public Car createCar() { //生产公交车 return new CarBus(); } } 生产卡车的工厂类TruckFactory.java view plaincopy to clipboardprint? class TruckFactory extends CarFactory { public Car createCar() { //生产卡车 return new TruckBus(); } } class TruckFactory extends CarFactory { public Car createCar() { //生产卡车 return new TruckBus(); } } 产品类定义： 自动车父类Car.java 为了简单起见，只定义了一个方法返回自动车的种类。 view plaincopy to clipboardprint? public class Car { public String getType() { return "Car"; } } public class Car { public String getType() { return "Car"; } } 公交车类CarBus.java view plaincopy to clipboardprint? public class CarBus extends Car { public String getType() { return "Bus"; } } public class CarBus extends Car { public String getType() { return "Bus"; } } 卡车类CarTruck.java view plaincopy to clipboardprint? public class CarTruck extends Car { public String getType() { return "Truck"; } } public class CarTruck extends Car { public String getType() { return "Truck"; } } Client调用：通过工厂类生产不同的自动车 Client.java view plaincopy to clipboardprint? public class Client { public static void main(String[] args) { CarFactory factory = new BusFactory(); //生产公交车 Car bus = factory.createCar(); System.out.println("生产了：" + bus.getType()); factory = new TruckFactory(); //生产卡车 Car truck = factory.createCar(); System.out.println("生产了：" + truck.getType()); } }

执行Client，输出结果：

C:/FactoryMethod>javac *.java
C:/FactoryMethod>java Client
生产了：Bus
生产了：Truck
C:/FactoryMethod>

我们可以发现，在Client.java里调用时，可以通过共通的父类工厂CarFactory调用同一个createCar()接口方法 而取得不同的自动车对象（公交车对象，卡车对象）。
也就是说，可以通过Factory Method模式在不同的子工厂类生成具有统一界面接口的对象，一方面，可以不用关心产品对象的具体实现，简化和统一Client调用过程；另一方面，可 以让整个系统具有灵活的可扩展性，如上面的例子中，若要扩展生产摩托车的流水线，只要再实现一个摩托车类以及摩托车工厂类就行，而Client的调用方法 完全不需改变。

    在非常需要它们的情况下， 才会用它，因为它会带来复杂性，尤其是在一个正在演化的设计的初期。

Robert C. Martin 如是讲也