工厂方法
目的
定义一个创建对象的接口,但由子类决定要实例化哪个类,把实例化操作推迟到子类。
类图
在简单工厂中,创建对象的是另一个类,而在工厂方法中,是由子类来创建对象。
下图中,Factory
有一个 doSomething()
方法,这个方法需要用到一个产品对象,这个产品对象由 factoryMethod()
方法创建。该方法是抽象的,需要由子类去实现。
角色
- Product:抽象产品
- ConcreteProduct:具体产品
- Factory:抽象工厂
- ConcreteFactory:具体工厂
实现
抽象工厂
public abstract class Factory {
abstract public Product factoryMethod();
public void doSomething() {
Product product = factoryMethod();
// do something with the product
}
}
具体工厂
public class ConcreteFactory1 extends Factory {
public Product factoryMethod() {
return new ConcreteProduct1();
}
}
public class ConcreteFactory2 extends Factory {
public Product factoryMethod() {
return new ConcreteProduct2();
}
}
抽象产品
public abstract class Product {
...
}
具体产品
public class ConcreteProduct1 extends Product {
...
}
public class ConcreteProduct2 extends Product {
...
}
调用类
……
Factory factory;
factory = new ConcreteFactory(); //可通过配置文件实现
Product product;
product = factory.factoryMethod();
……
优缺点
优点
- 工厂方法用来创建客户所需要的产品,同时隐藏了哪种具体产品类将被实例化这一细节,用户只需要关心所需产品对应的工厂,无须关心创建细节,也无须知道具体产品类的类名。
- 基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键。它能够使工厂可以自主确定创建何种产品对象,而如何创建这个对象的细节则完全封装在具体工厂内部。其之所以又被称为多态工厂模式,是因为所有的具体工厂类都具有同一抽象父类。
- 在系统中加入新产品时,无须修改抽象工厂和抽象产品提供的接口,无须修改客户端,也无须修改其他的具体工厂和具体产品,而只要添加一个具体工厂和具体产品就可以了。这样,系统的可扩展性也就变得非常好,完全符合“开闭原则”。
缺点
- 添加新产品时,需编写新的具体产品类,还要提供与之对应的具体工厂类,系统中类的个数将成对增加,增加了系统的复杂度,给系统带来一些额外的开销。
- 由于考虑到系统的可扩展性,需引入抽象层,在客户端代码中均使用抽象层进行定义,增加了系统的抽象性和理解难度,且在实现时可能要用到 DOM、反射等技术,增加了系统的实现难度。
适用场景
在以下情况下可以使用工厂方法模式:
- 一个类不知道它所需要的对象的类,客户端只需要知道创建具体产品的工厂类。
- 一个类通过其子类来指定创建哪个对象。对于抽象工厂类只需要提供一个创建产品的接口,而由其子类来确定具体要创建的对象,利用面向对象的多态性和里氏代换原则,在程序运行时,子类对象将覆盖父类对象,使得系统更容易扩展。
- 将创建对象的任务委托给多个工厂子类中的某一个,客户端在使用时可以无须关心是哪一个工厂子类创建产品子类,需要时再动态指定,可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。
应用
- Collection中的iterator方法;
- java.lang.Proxy#newProxyInstance()
- java.lang.Object#toString()
- java.lang.Class#newInstance()
- java.lang.reflect.Array#newInstance()
- java.lang.reflect.Constructor#newInstance()
- java.lang.Boolean#valueOf(String)
- java.lang.Class#forName()