23种设计模式（2）：工厂方法模式

定义：定义1个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类，工厂方法使1个类的实例化延迟到其子类。

类型：创建类模式

类图：

工厂方法模式代码

工厂模式：

        首先需要说1下工厂模式。工厂模式根据抽象程度的不同分为3种：简单工厂模式（也叫静态工厂模式）、本文所讲述的工厂方法模式、和抽象工厂模式。工厂模式是编程中常常用到的1种模式。它的主要优点有：

• 可使代码结构清晰，有效地封装变化。在编程中，产品类的实例化有时候是比较复杂和多变的，通过工厂模式，将产品的实例化封装起来，使得调用者根本无需关心产品的实例化进程，只需依赖工厂便可得到自己想要的产品。
• 对调用者屏蔽具体的产品类。如果使用工厂模式，调用者只关心产品的接口就能够了，至于具体的实现，调用者根本无需关心。即便变更了具体的实现，对调用者来讲没有任何影响。
• 下降耦合度。产品类的实例化通常来讲是很复杂的，它需要依赖很多的类，而这些类对调用者来讲根本无需知道，如果使用了工厂方法，我们需要做的仅仅是实例化好产品类，然后交给调用者使用。对调用者来讲，产品所依赖的类都是透明的。

工厂方法模式：

       通过工厂方法模式的类图可以看到，工厂方法模式有4个要素：

• 工厂接口。工厂接口是工厂方法模式的核心，与调用者直接交互用来提供产品。在实际编程中，有时候也会使用1个抽象类来作为与调用者交互的接口，其本质上是1样的。
• 工厂实现。在编程中，工厂实现决定如何实例化产品，是实现扩大的途径，需要有多少种产品，就需要有多少个具体的工厂实现。
• 产品接口。产品接口的主要目的是定义产品的规范，所有的产品实现都必须遵守产品接口定义的规范。产品接口是调用者最为关心的，产品接口定义的优劣直接决定了调用者代码的稳定性。一样，产品接口也能够用抽象类来代替，但要注意最好不要违背里氏替换原则。
• 产品实现。实现产品接口的具体类，决定了产品在客户端中的具体行动。

        前文提到的简单工厂模式跟工厂方法模式极其相似，区分是：简单工厂只有3个要素，他没有工厂接口，并且得到产品的方法1般是静态的。由于没有工厂接口，所以在工厂实现的扩大性方面稍弱，可以算所工厂方法模式的简化版，关于简单工厂模式，在此1笔带过。

适用处景：

        不论是简单工厂模式，工厂方法模式还是抽象工厂模式，他们具有类似的特性，所以他们的适用处景也是类似的。

        首先，作为1种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可使用工厂方法模式。有1点需要注意的地方就是复杂对象合适使用工厂模式，而简单对象，特别是只需要通过new就能够完成创建的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入1个工厂类，会增加系统的复杂度。

       其次，工厂模式是1种典型的解耦模式，迪米特法则在工厂模式中表现的尤其明显。假设调用者自己组装产品需要增加依赖关系时，可以斟酌使用工厂模式。将会大大下降对象之间的耦合度。

       再次，由于工厂模式是依托抽象架构的，它把实例化产品的任务交由实现类完成，扩大性比较好。也就是说，当需要系统有比较好的扩大性时，可以斟酌工厂模式，不同的产品用不同的实现工厂来组装。

典型利用

       要说明工厂模式的优点，可能没有比组装汽车更适合的例子了。场景是这样的：汽车由发动机、轮、底盘组成，现在需要组装1辆车交给调用者。假设不使用工厂模式，代码以下：

        可以看到，调用者为了组装汽车还需要另外实例化发动机、底盘和轮胎，而这些汽车的组件是与调用者无关的，严重违背了迪米特法则，耦合度太高。并且非常不利于扩大。另外，本例中发动机、底盘和轮胎还是比较具体的，在实际利用中，可能这些产品的组件也都是抽象的，调用者根本不知道怎样组装产品。假设使用工厂方法的话，全部架构就显得清晰了许多。

        使用工厂方法后，调用真个耦合度大大下降了。并且对工厂来讲，是可以扩大的，以后如果想组装其他的汽车，只需要再增加1个工厂类的实现就能够。不管是灵活性还是稳定性都得到了极大的提高。