全面通透深入剖析工廠方法模式

Tom彈架構發表於2021-11-11

模式

本文節選自《設計模式就該這樣學》

1 工廠方法模式的應用場景

工廠方法模式主要適用於以下應用場景。

（1）建立物件需要大量重複的程式碼。

（2）客戶端（應用層）不依賴產品類例項如何被建立、實現等細節。

（3）一個類通過其子類來指定建立哪個物件。

2 工廠方法模式的UML類圖

工廠方法模式的UML類圖如下圖所示。

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由上圖可以看到，抽象工廠模式主要包含4個角色。

（1）抽象工廠（Factory）：是工廠方法模式的核心，與應用程式無關。任何在模式中建立的物件的工廠類必須實現這個介面。

（2）具體工廠（Concrete Factory）：是實現抽象工廠介面的具體工廠類，包含與應用程式密切相關的邏輯，並且被應用程式呼叫以建立產品物件。

（3）抽象產品（Product）：是工廠方法模式所建立的物件的超型別，也就是產品物件的共同父類或共同擁有的介面。

（4）具體產品（Concrete Product）：這個角色實現了抽象產品角色所定義的介面。某具體產品有專門的具體工廠建立，它們之間往往一一對應。

3 工廠方法模式的通用寫法

以下是工廠方法模式的通用寫法。


public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        IFactory factory = new FactoryA();
        factory.makeProduct().doSomething();

        factory = new FactoryB();
        factory.makeProduct().doSomething();

        factory = new FactoryC();
        factory.makeProduct().doSomething();
    }

    //抽象工廠
    public interface IFactory {
        IProduct makeProduct();
    }
    //生產ProductA的具體工廠類
    static class FactoryA implements IFactory {
        public IProduct makeProduct() {
            return new ProductA();
        }
    }
    //生產ProductB的具體工廠類
    static class FactoryB implements IFactory {
        public IProduct makeProduct() {
            return new ProductB();
        }
    }

    //生產ProductC的具體工廠類
    static class FactoryC implements IFactory {
        public IProduct makeProduct() {
            return new ProductC();
        }
    }


    //抽象產品
    public interface IProduct {
        void doSomething();
    }

    //具體產品：ProductA
    static class ProductA implements IProduct {
        public void doSomething() {
            System.out.println("I am Product A");
        }
    }

    //具體產品：ProductB
    static class ProductB extends FactoryB implements IProduct {
        public void doSomething() {
            System.out.println("I am Product B");
        }
    }

    //具體產品：ProductC
    static class ProductC implements IProduct {
        public void doSomething() {
            System.out.println("I am Product C");
        }
    }
}

4 使用工廠方法模式實現產品擴充套件

工廠方法模式主要解決產品擴充套件的問題，在簡單工廠中，隨著產品鏈的豐富，如果每個課程的建立邏輯都有區別，則工廠的職責會變得越來越多，有點像萬能工廠，並不便於維護。根據單一職責原則，我們將職能繼續拆分，專人幹專事。Java課程由Java工廠建立，Python課程由Python工廠建立，對工廠本身也做抽象。首先建立ICourseFactory介面。


public interface ICourseFactory {
    ICourse create();
}

然後分別建立子工廠，JavaCourseFactory類的程式碼如下。


import com.tom.pattern.factory.ICourse;
import com.tom.pattern.factory.JavaCourse;

public class JavaCourseFactory implements ICourseFactory {
    public ICourse create() {
        return new JavaCourse();
    }
}

PythonCourseFactory類的程式碼如下。


import com.tom.pattern.factory.ICourse;
import com.tom.pattern.factory.PythonCourse;

public class PythonCourseFactory implements ICourseFactory {
    public ICourse create() {
        return new PythonCourse();
    }
}

客戶端測試程式碼如下。


public static void main(String[] args) {
    ICourseFactory factory = new PythonCourseFactory();
    ICourse course = factory.create();
    course.record();

    factory = new JavaCourseFactory();
    course = factory.create();
    course.record();
}

最後看如下圖所示的類圖。

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