设计模式三之工厂方法模式

1. 模式的定义与特点

1.1 模式的定义

  定义一个创建产品对象的工厂接口，将产品的创建工作推迟到具体子工厂类当中，满足创建型模式中“创建与使用相分离“的特点。
  我们把被创建出来的对象叫做产品，把创建的产品的对象称为工厂，如果要创建的产品不多，只需要一个工厂类就可以完成了，这种模式叫做“简单工厂模式“，它不属于 GOF 23 种经典设计模式，因为它新增产品时会违背“开闭原则“。工厂方法模式就是对简单工厂模式的进一步抽象化，其好处是在系统不修改原来的代码的情况下引进新的产品，即满足开闭原则。

1.2 模式的特点

  工厂方法模式的主要优点有：

    - 用户只需要关心所需产品对应的工厂，无需关心创建细节；
    - 加入新产品符合开闭原则，提高可扩展性。

  工厂方法模式的缺点有：

     - 类的个数容易增多，增加复杂度；
     - 增加了系统的抽象性和理解难度。

2. 模式的结构与实现

  工厂方法模式是由抽象工厂，具体工厂，抽象产品和具体产品等四个要素组成。

2.1 模式的结构

  工厂方法的主要角色如下：

• 抽象工厂（Abstract Factory）：提供了创建产品的接口，客户端通过它访问具体工厂的工厂方法来创建产品；
• 具体工厂（Concrete Factory）：主要是实现抽象工厂种的抽象方法，完成具体产品的创建；
• 抽象产品（Abstract Product）：定义了产品的规范，描述了产品的特性和功能；
• 具体产品（Concrete Product）：实现了抽象产品所定义的功能，由具体工厂来创建，它同具体工厂一一对应。

2.2 模式的实现

  抽象产品类

/**
 * 产品抽象类，也可以是 abstract class
 */
public interface Video {

    void produce();

}

  具体产品类

/**
 * 具体产品
 */
public class JavaVideo implements Video {

    @Override
    public void produce() {
        System.out.println("制作 Java 学习视频");
    }

}

/**
 * 具体产品
 */
public class PythonVideo implements Video {

    @Override
    public void produce() {
        System.out.println("制作 python 学习视频");
    }
}

  抽象工厂类

/**
 * 抽象工厂类，也可以为 abstract class
 */
public interface VideoFactory {

    Video getVideo();

}

  具体工厂类

/**
 * 具体工厂类
 */
public class JavaVideoFactory implements VideoFactory {

    @Override
    public Video getVideo() {
        return new JavaVideo();
    }

}

/**
 * 具体工厂类
 */
public class PythonVideoFactory implements VideoFactory {

    @Override
    public Video getVideo() {
        return new PythonVideo();
    }
}

  客户端

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        VideoFactory videoFactory = new JavaVideoFactory();
        Video video = videoFactory.getVideo();
        video.produce();

        videoFactory = new PythonVideoFactory();
        video = videoFactory.getVideo();
        video.produce();
    }

}

3. 模式在开源软件中的应用

3.1 Collection Iterator

/**
 * Collection 抽象工厂类，其中 Iterator 为抽象产品
 */
Iterator<E> iterator();

/**
 * ArrayList 具体工厂，每个具体工厂创建自己的Iterator实现，Itr 为具体产品
 */
 public Iterator<E> iterator() {
    return new Itr();
}

3.2 LoggerFactory getLogger

/**
 * LoggerFactory，客户端
 */
public static Logger getLogger(String name) {
    ILoggerFactory iLoggerFactory = getILoggerFactory();
    return iLoggerFactory.getLogger(name);
}

/**
 * 抽象工厂，有三个实现该接口的子类，Logger 为抽奖产品
 */
public interface ILoggerFactory {
    Logger getLogger(String var1);
}

/**
 * 具体工厂，创建具体的 Logger 对象产品
 */
public class LoggerContext extends ContextBase implements ILoggerFactory, LifeCycle {
     public final Logger getLogger(Class clazz) {
        return this.getLogger(clazz.getName());
    }   
}