设计模式之工厂方法模式

设计模式是经验总结，是学习软件设计的有效方法，因此，了解和理解现有的设计模式，是提高软件设计的有效途径之一，这里将介绍相关的设计模式，并通过示例了理解其用法。

工厂方法模式（Factory Method Pattern）

工厂方法模式定义了一个创建对象的接口，但是由子类来决定要实例化的类是哪一个。它让类把实例化推迟到了子类。

工厂方法模式是 Java 中最常用的设计模式之一，提供了一种创建对象的最佳方式，属于创建型模式。
**意图：**定义一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。
主要解决： 主要解决接口选择的问题。
何时使用： 我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。
如何解决： 让其子类实现工厂接口，返回的也是一个抽象的产品。
关键代码： 创建过程在其子类执行。
应用实例： 1、您需要一辆汽车，可以直接从工厂里面提货，而不用去管这辆汽车是怎么做出来的，以及这个汽车里面的具体实现。 2、Hibernate 换数据库只需换方言和驱动就可以。
优点： 1、一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。 2、扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。 3、屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。
缺点： 每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。
使用场景： 1、日志记录器：记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等，用户可以选择记录日志到什么地方。 2、数据库访问，当用户不知道最后系统采用哪一类数据库，以及数据库可能有变化时。 3、设计一个连接服务器的框架，需要三个协议，“POP3”、“IMAP”、“HTTP”，可以把这三个作为产品类，共同实现一个接口。
注意事项： 作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式，而简单对象，特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度。

示例

这里以产品创建为例，来说明如何使用工厂方法模式。
首先定义创建者和产品接口，有具体的创建者生产具体的产品，这是基本的设计思路，下面来看看具体实现。
先来看看创建者类，代码如下：

package cn.lut.curiezhang.designpattern.factorymethod;

public abstract class Creator {
    public abstract Product makeProduct();
}

接着是产品类，代码如下：

package cn.lut.curiezhang.designpattern.factorymethod;

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

抽象层，两者之间是并行的关系，具体的创建者类来负责具体的产品类的对象的创建，从而，形成二者之间的关系。
具体的创建者A，代码如下：

package cn.lut.curiezhang.designpattern.factorymethod;

public class ConcreteCreatorA extends Creator {
    @Override
    public Product makeProduct() {
        return new ConcreteProductA();
    }
}

具体的创建者B，代码如下：

package cn.lut.curiezhang.designpattern.factorymethod;

public class ConcreteCreatorB extends Creator {
    @Override
    public Product makeProduct() {
        return new ConcreteProductB();
    }
}

从中可以看出，他们分别生产具体的产品A、产品B，具体的产品A，代码如下：

package cn.lut.curiezhang.designpattern.factorymethod;

public class ConcreteProductA extends Product {
    private String x = "A";

    @Override
    void print() {
        System.out.println("x = " + x);
    }
}

具体的产品B，代码如下：

package cn.lut.curiezhang.designpattern.factorymethod;

public class ConcreteProductB extends Product {
    private String x = "B";

    @Override
    void print() {
        System.out.println("x = " + x);
    }
}

现在，已经完成工厂方法的整体构造，那么就来看看如何使用吧，代码如下：

package cn.lut.curiezhang.designpattern.factorymethod;

/**
 * Client
 *
 */
public class Client
{
    public static void main( String[] args )
    {
        Creator creator;
        Product product;

        System.out.println("您好");;

        creator = new ConcreteCreatorA();
        product = creator.makeProduct();
        product.print();

        creator = new ConcreteCreatorB();
        product = creator.makeProduct();
        product.print();
    }
}

代码执行结果如下图所示：

代码实现就是这样的，下面来看看上面设计模式的基本结构，通过类图了解其基本构成，如下图所示：

了解了其基本结构，就需要搞清楚这些类是怎么样来完成交互的，也就是这些对象之间是如何协作的？就通过顺序图来了解其工作过程，如下图所示：

请注意其交互过程。