技术成神之路：设计模式（四）工厂方法模式

1.定义

工厂方法模式（Factory Method Pattern）是一种创建型设计模式，它提供了一种创建对象的接口，而不是通过具体类来实例化对象。工厂方法模式的主要作用是让子类决定实例化哪一个类，从而实现对象创建的延迟到具体子类中进行。

2.主要作用

作用就是使设计更加灵活和可扩展。通过这种方式，父类无需知道具体要创建的对象是哪一种，这样就提高了系统的可扩展性和可维护性（符合开闭原则）一切优秀的模式都向设计原则看齐。

3.解决的问题

说到解决的问题，这里就不得不提下简单工厂模式了，什么？你不知道简单工厂模式是什么，没关系，先来看下定义：

简单工厂模式是一种创建型模式，它定义了一个工厂类，该类包含一个方法，根据给定的参数来返回不同类的实例。
客户端通过向工厂类传递参数来获取所需的具体对象实例，而不需要直接实例化对象。

包含角色：

工厂类（Factory）：负责根据客户端的请求创建相应的对象。
产品类（Product）：被创建的对象的基类或接口。具体的产品类是工厂类所创建的对象类型。
具体产品类（Concrete Product）：实现了产品接口的具体对象类，由工厂类根据客户端的需求创建和返回。

UML类图：
在这里插入图片描述
代码示例：

public class LoggerFactory {
    public static Logger createLogger(String logType) {
        if ("Console".equals(logType)) {
            return new ConsoleLogger();
        } else if ("File".equals(logType)) {
            return new FileLogger();
        } else if ("Remote".equals(logType)) {
            return new RemoteLogger();
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Unsupported log type");
        }
    }
}

通过 LoggerFactory.createLogger("Console")、LoggerFactory.createLogger("File") 或者 LoggerFactory.createLogger("Remote") 来获取不同类型的日志记录器，这种方式就是简单工厂模式，熟不熟悉，在你的项目中是不是也使用过这种模式呢，由于不难理解所以称为简单。

简单是简单，当然他也有一些弊端，如果上面示例代码中 Logger 抽象类中只有打印一个方法，后续需要新增保存日志，过滤日志… 问题就暴露出来了，简单来说就是 简单工厂模式违反了开闭原则，即对扩展开放，对修改关闭。

工厂方法模式解决了简单工厂模式的哪些问题？

开闭原则：工厂方法模式遵循开闭原则，通过定义抽象工厂类和具体工厂类的继承关系，新增产品时只需增加具体工厂类和产品类，而无需修改现有代码，降低了系统的耦合性。
扩展性：工厂方法模式支持更多的灵活性，每个具体的工厂类只负责创建对应的产品，符合单一职责原则，代码更加清晰和可维护。
维护性：由于工厂方法模式将对象的创建延迟到子类中，避免了简单工厂模式中工厂类集中所有产品创建逻辑的问题，使代码结构更加清晰和可扩展。

简单来说，就是解决了简单工厂模式中集中创建逻辑和不符合开闭原则的问题，提高了代码的灵活性和可维护性。

4.模式原理

包含角色：

产品（Product）：定义产品的接口。
具体产品（ConcreteProduct）：实现产品接口的具体类。
工厂（Factory）：定义创建产品对象的接口。
具体工厂（ConcreteFactory）：实现创建产品对象的具体类。

UML类图：
在这里插入图片描述

// 定义产品接口
public interface Product {
    String operation();
}

// 定义具体产品类
public class ConcreteProductA implements Product {
    @Override
    public String operation() {
        return "产品A";
    }
}

public class ConcreteProductB implements Product {
    @Override
    public String operation() {
        return "产品B";
    }
}

// 定义工厂接口
public abstract class Creator {
    // 工厂方法
    public abstract Product factoryMethod();

    // 其它操作方法
    public String someOperation() {
        Product product = factoryMethod();
        return product.operation();
    }
}

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

public class ConcreteCreatorB extends Creator {
    @Override
    public Product factoryMethod() {
        return new ConcreteProductB();
    }
}

// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        clientCode(new ConcreteCreatorA());
        clientCode(new ConcreteCreatorB());
    }

    public static void clientCode(Creator creator) {
        System.out.println("Client: " + creator.someOperation());
    }
}