创建型-工厂方法模式（Factory Method Pattern）

什么是工厂方法模式

定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪个产品类对象。工厂方法使一个产品类的实例化延迟到其工厂的子类。

结构

• 抽象工厂（Abstract Factory）：提供了创建产品的接口，调用者通过它访问具体工厂的工厂方法来创建产品。
• 具体工厂（ConcreteFactory）：主要是实现抽象工厂中的抽象方法，完成具体产品的创建。
• 抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能。
• 具体产品（ConcreteProduct）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它同具体工厂之间一一对应。

UML类图

代码理解

// 抽象产品类
abstract class Product {
    public abstract void operation();
}

// 具体产品类A
class ConcreteProductA extends Product {
    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("具体产品A的操作");
    }
}

// 具体产品类B
class ConcreteProductB extends Product {
    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("具体产品B的操作");
    }
}

// 抽象工厂类
abstract class Creator {
    public abstract Product factoryMethod();

    public void operation() {
        Product product = factoryMethod();
        product.operation();
    }
}

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

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

// 客户端代码
public class FactoryMethodPattern {
    public static void main(String[] args) {
        Creator creatorA = new ConcreteCreatorA();
        creatorA.operation();

        Creator creatorB = new ConcreteCreatorB();
        creatorB.operation();
    }
}

优点：

• 用户只需要知道具体工厂的名称就可得到所要的产品，无须知道产品的具体创建过程；
• 在系统增加新的产品时只需要添加具体产品类和对应的具体工厂类，无须对原工厂进行任何修改，满足开闭原则；

缺点：

• 每增加一个产品就要增加一个具体产品类和一个对应的具体工厂类，这增加了系统的复杂度。

案例分析

JDK源码解析-Collection.iterator()方法

使用了工厂方法模式，将ArrayList、LInkedList、Vetor等Collection接口实现类看作为同等级产品的具体工厂。

1. 抽象工厂类：Collection接口可以被视为一个抽象工厂类，它定义了创建对象的方法iterator()，该方法返回一个Iterator对象。
2. 具体工厂类：ArrayList类实现了Collection接口，因此它是一个具体的工厂类。ArrayList类中的iterator()方法负责创建一个具体的迭代器对象。
3. 抽象商品类：Iterator接口是一个抽象商品类，它定义了遍历集合元素的方法，如hasNext()和next()。
4. 具体商品类：ArrayList类中的内部类Iter（在实际的ArrayList实现中，这个内部类可能有不同的名称，如Itr）是Iterator接口的一个具体实现，它是具体的商品类。这个内部类实现了Iterator接口中定义的方法，并提供了遍历ArrayList元素的具体逻辑。