Java 工厂方法模式（Factory Method）-优快云博客

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1. 定义

工厂方法模式（Factory Method Pattern）是创建型设计模式之一。它定义了一个用于创建对象的接口，但由子类决定要实例化的类是哪一个。工厂方法将对象的实例化推迟到子类中进行，客户端代码无需关心具体的实例化细节，只需要知道工厂方法即可。

简而言之，工厂方法模式提供了一种创建对象的方式，但将实际创建的细节交给了子类来实现。工厂方法模式使得类的实例化过程和使用过程解耦，提高了代码的灵活性和可扩展性。

2. 适用场景

不知道具体创建哪些对象：例如，你希望在程序中使用不同类型的产品，但你无法预知在运行时要创建哪些产品时，可以使用工厂方法模式。
希望将对象的创建与使用分离：如果你希望将对象的创建逻辑集中在工厂类中，而不想将这个创建逻辑散布在客户端代码中，工厂方法模式是一个很好的选择。
需要添加新产品时不修改现有代码：当需要为系统添加新产品类型时，只需添加一个新的 ConcreteProduct 类和相应的 ConcreteCreator 子类，无需修改现有的代码。

3. 参与者

Product（产品接口）：定义了工厂方法所要创建的对象的接口。
ConcreteProduct（具体产品）：实现 Product 接口的具体类。
Creator（抽象工厂类）：声明了工厂方法，该方法返回一个 Product 类型的对象，具体创建产品的任务交给子类实现。
ConcreteCreator（具体工厂类）：实现 Creator 的子类，重写工厂方法来生成特定的 ConcreteProduct。

4. 结构

工厂方法模式的结构如下图所示：

         +------------------------+
         |       Product          |  <----------------+
         +------------------------+                   |
         |  doSomething()          |                   |
         +------------------------+                   |
                ^                                    |
                |                                    |
         +------------------+                +----------------------+
         | ConcreteProductA  |                | ConcreteProductB      |
         +------------------+                +----------------------+
         | doSomething()     |                | doSomething()         |
         +------------------+                +----------------------+
                ^
                |
         +------------------+        +-----------------------+
         |    Creator       |        |    ConcreteCreatorA   |
         +------------------+        +-----------------------+
         | factoryMethod()  |  <-----| factoryMethod()        |
         +------------------+        +-----------------------+
                ^
                |
         +------------------+
         | ConcreteCreatorB |
         +------------------+
         | factoryMethod()  |
         +------------------+

5. 示例代码详解

下面通过一个具体的示例代码，来详细解释工厂方法模式的实现和使用。

// 产品接口
interface Product {
    void doSomething();
}

// 具体产品A
class ConcreteProductA implements Product {
    @Override
    public void doSomething() {
        System.out.println("Product A is doing something.");
    }
}

// 具体产品B
class ConcreteProductB implements Product {
    @Override
    public void doSomething() {
        System.out.println("Product B is doing something.");
    }
}

// 抽象工厂类，声明工厂方法
abstract class Creator {
    // 声明工厂方法
    public abstract Product factoryMethod();
    
    // 其他操作，依赖于工厂方法来创建产品
    public void anOperation() {
        Product product = factoryMethod();
        product.doSomething();
    }
}

// 具体工厂A，生成产品A
class ConcreteCreatorA extends Creator {
    @Override
    public Product factoryMethod() {
        return new ConcreteProductA();
    }
}

// 具体工厂B，生成产品B
class ConcreteCreatorB extends Creator {
    @Override
    public Product factoryMethod() {
        return new ConcreteProductB();
    }
}

// 客户端代码
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Creator creatorA = new ConcreteCreatorA();
        creatorA.anOperation();  // 输出: Product A is doing something.
        
        Creator creatorB = new ConcreteCreatorB();
        creatorB.anOperation();  // 输出: Product B is doing something.
    }
}

6. 代码分析

Product 接口：定义了 doSomething() 方法，表示所有产品的公共接口。
ConcreteProductA 和 ConcreteProductB：实现了 Product 接口，分别表示具体的产品类 A 和 B。
Creator 抽象工厂类：声明了一个工厂方法 factoryMethod()，并提供了一个操作方法 anOperation()，它依赖于 factoryMethod() 来获取产品并执行操作。这个方法是客户端代码所需要的。
ConcreteCreatorA 和 ConcreteCreatorB：这两个具体工厂类分别重写了 factoryMethod()，返回不同的具体产品（ConcreteProductA 和 ConcreteProductB）。