Java学习----工厂方法模式-优快云博客

在面向对象设计模式中，分为三大模式，其中，创建型模式用于处理对象的创建过程，而工厂模式是其中的重要组成部分。工厂方法模式和抽象工厂模式作为工厂模式的两种主要形式，在软件开发中被广泛应用，用于解耦对象的创建与使用。

工厂方法模式是一种创建型设计模式，它定义了一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。简单来说，就是将对象的创建工作交给专门的工厂类或其子类来完成，客户端只需要关注所需产品的接口，而无需知道具体的实现类。

工厂方法模式的核心原理是通过引入抽象工厂和具体工厂，将产品的创建过程封装起来。其结构包含以下几个关键角色：

（1）抽象产品：定义了产品的接口，是所有具体产品的父类。

（2）具体产品：实现了抽象产品接口，是工厂方法模式所创建的目标对象。

（3）抽象工厂：声明了工厂方法，该方法返回一个抽象产品类型的对象。

（4）具体工厂：实现了抽象工厂的工厂方法，根据需求创建并返回具体产品的实例。

客户端通过调用具体工厂的工厂方法来获取产品对象，而无需直接实例化具体产品类，从而实现了对象创建与使用的分离。

工厂方法模式的主要作用体现在以下几个方面：

（1）解耦对象创建与使用：客户端不需要知道具体产品的类名，只需知道对应的工厂即可，降低了客户端与具体产品类之间的耦合度。

（2）提高扩展性：当需要添加新的产品时，只需新增一个具体产品类和对应的具体工厂类，无需修改现有代码，符合开闭原则。

（3）便于测试：可以通过替换具体工厂来使用不同的产品实现，方便进行单元测试。

工厂方法模式的优点主要有：

（1）符合开闭原则：新增产品时无需修改原有代码，只需添加新的具体产品和具体工厂。

（2）客户端无需知道具体产品的类名，只需关注工厂和产品接口，简化了客户端的使用。

（3）有利于代码的封装和复用，将对象创建的逻辑集中在工厂类中。

同样的，其也有不少缺点，例如：

（1）每增加一个具体产品，就需要增加一个对应的具体工厂类，这会导致系统中类的数量增多，增加了系统的复杂度。

（2）客户端需要知道具体工厂的存在才能获取所需产品，在一定程度上暴露了工厂的实现。

以汽车生产为例，这里使用工厂方法模式演示：

//定义抽象产品
public interface Car {
    void drive();
}
//定义具体产品（BMWCar、BenzCar）
public class BMWCar implements Car {
    @Override
    public void drive() {
        System.out.println("驾驶宝马汽车");
    }
}

public class BenzCar implements Car {
    @Override
    public void drive() {
        System.out.println("驾驶奔驰汽车");
    }
}
//定义抽象工厂
public interface CarFactory {
    Car createCar();
}
//定义具体工厂
public class BMWFactory implements CarFactory {
    @Override
    public Car createCar() {
        return new BMWCar();
    }
}

public class BenzFactory implements CarFactory {
    @Override
    public Car createCar() {
        return new BenzCar();
    }
}
//客户端使用
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        CarFactory bmwFactory = new BMWFactory();
        Car bmw = bmwFactory.createCar();
        bmw.drive();

        CarFactory benzFactory = new BenzFactory();
        Car benz = benzFactory.createCar();
        benz.drive();
    }
}

工厂方法模式与抽象工厂模式的差异主要有：

（1）产品范围不同：工厂方法模式只针对单一产品等级结构，即一个工厂只生产一种类型的产品；而抽象工厂模式针对产品族，一个工厂可以生产多个相关的产品，这些产品属于不同的产品等级结构。

（2）工厂接口定义不同：工厂方法模式的抽象工厂只声明一个创建产品的方法；抽象工厂模式的抽象工厂声明多个创建不同产品的方法，每个方法对应一种产品。

（3）灵活性不同：工厂方法模式在扩展新的产品时，只需新增具体产品和具体工厂，灵活性较好；抽象工厂模式扩展新的产品族方便，但扩展新的产品等级结构困难。

（4）适用场景不同：工厂方法模式适用于需要创建单一产品，且产品可能会有不同实现的场景；抽象工厂模式适用于需要创建一系列相关产品，且这些产品构成产品族，需要保证它们之间一致性的场景。