简介

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工厂方法模式 (Factory Method)定义一个用于创建对象的接口，让 子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化 延迟到其他子类。  工厂模式是一种 类创建型模式 （ 可参考 设计模式 创建型模式）。

结构

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图-工厂方法模式结构图

Product : 定义产品对象的接口。

abstract  class Product {      public  abstract  void Use(); }

ConcreteProduct : 实现 Product 接口。

class ConcreteProduct  extends Product {      public ConcreteProduct() {         System.out.println("创建 ConcreteProduct 产品");     }     @Override      public  void Use() {         System.out.println("使用 ConcreteProduct 产品");     } }

Creator : 声明工厂方法，它会返回一个产品类型的对象。 Creator 也可以实现一个默认的工厂方法 FactoryMethod() ，以返回一个默认的具体产品类型。

interface Creator {      public Product FactoryMethod(); }

ConcreteCreator : 覆写 Creator 中的工厂方法 FactoryMethod() 。

class ConcreteCreator  implements Creator {     @Override      public Product FactoryMethod() {          return  new ConcreteProduct();     } }

测试代码

public  class FactoryMethodPattern {      public  static  void main(String[] args) {         Creator factory =  new ConcreteCreator();         Product product = factory.FactoryMethod();         product.Use();     } }

运行结果

创建 ConcreteProduct 产品 使用 ConcreteProduct 产品

 

动机

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当一个类不知道它所必须创建的对象的类的时候。 当一个类希望由它的子类来指定它所创建的对象的时候。 当类将创建对象的职责委托给多个帮助子类中的某一个，并且你希望将是代理者的帮助子类的信息局部化的时候。

要点

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1、工厂模式中，增加一种产品类，就要增加一个工厂类。

因为每个工厂类只能创建一种产品的实例。

2、工厂模式遵循开放-封闭原则。

工厂模式中，新增一种产品并不需要修改原有类，仅仅是扩展。

 

实例

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还是以 简单工厂模式 里的例子来进行说明。

如何实现一个具有加减乘除基本功能的计算器？ 

两种模式的 Product 和 ConcreteProduct 角色代码没有区别，不再赘述。

差异在于 Factory 角色部分，以及客户端部分，请在代码中体会。

Creator 角色

//  Creator 角色，定义返回产品实例的公共工厂方法 interface OperationFactory {      public Operation FactoryMethod(); }

ConcreteCreator 角色

和简单工厂模式相比，每一种产品都会有一个具体的工厂类负责生产实例。

//  ConcreteCreator 角色，具体实现 Creator 中的方法 class AddFactory  implements OperationFactory {     @Override      public Operation FactoryMethod() {          return  new Add();     } } //  ConcreteCreator 角色，具体实现 Creator 中的方法 class SubFactory  implements OperationFactory {     @Override      public Operation FactoryMethod() {          return  new Sub();     } } //  ConcreteCreator 角色，具体实现 Creator 中的方法 class MulFactory  implements OperationFactory {     @Override      public Operation FactoryMethod() {          return  new Mul();     } } //  ConcreteCreator 角色，具体实现 Creator 中的方法 class DivFactory  implements OperationFactory {     @Override      public Operation FactoryMethod() {          return  new Div();     } }

Client 角色

与简单工厂模式中无需关注具体创建不同，工厂模式中需要指定具体工厂，以负责生产具体对应的产品。

//  Client 角色，需要指定具体工厂，以负责生产具体产品 public  class FactoryMethodPattern {      public  static  void main(String[] args) {             OperationFactory factory =  new SubFactory();         Operation oper = factory.FactoryMethod();         oper.numA = 3;         oper.numB = 2;          double result = oper.getResult();         System.out.println("result = " + result);     } }

C++版工厂方法模式

以下为一个C++版的工厂方法模式例子。

假设有两个台灯制造工厂，一个专门生产红色的灯，一个专门生产蓝色的灯。

在客户端里，我们实例化蓝灯工厂，来生产一个蓝灯。

#include  " stdafx.h " #include < string> #include <iostream> using  namespace std; // Product class Light { public:      virtual  void TurnOn()  =  0;      virtual  void TurnOff() =  0; }; class BlueLight :  public Light { public:      void TurnOn()     {         cout <<  " Turn on BlueLight. " << endl;     }      void TurnOff()     {         cout <<  " Turn off BlueLight. " << endl;     } }; class RedLight :  public Light { public:      void TurnOn()     {         cout <<  " Turn on RedLight. " << endl;     }      void TurnOff()     {         cout <<  " Turn off RedLight. " << endl;     } }; // Factory class Factory { public:      virtual Light* CreateLight() =  0; }; class BlueLightFactory :  public Factory { public:     Light* CreateLight()     {          return  new BlueLight;     } }; class RedLightFactory :  public Factory { public:     Light* CreateLight()     {          return  new RedLight;     } }; int main() {     Factory *pBlueLightFactory =  new BlueLightFactory;     Light *pBlueLight = pBlueLightFactory->CreateLight();          pBlueLight->TurnOn();     pBlueLight->TurnOff();      free(pBlueLight)      free(pBlueLightFactory);           return  0; } View Code

 

简单工厂模式 vs. 工厂方法模式

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简单工厂模式相比于工厂方法模式

优点：工厂类中包含必要的逻辑判断，可根据客户端的选择条件动态实例化需要的类。对于客户端来说，去除了对具体产品的依赖。

缺点：违背了开放封闭原则。 每添加一个新的产品，都需要对原有类进行修改。增加维护成本，且不易于维护。

开发封闭原则：一个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开放，对修改关闭。

推荐阅读

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本文属于 设计模式系列 。

简单工厂模式属于工厂模式家族，欢迎参考阅读 简单工厂模式 、抽象工厂方法模式 。

参考资料

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《大话设计模式》

《HeadFirst设计模式》