Day28 【概念解析】工厂方法模式

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整理定义

中文名称：工厂方法模式

英文名称：factory method pattern

出处	定义
中国大百科全书	定义一个创建对象的接口，在运行期由子类决定创建哪一个类的实例的一种设计模式
维基百科	工厂方法模式（英语：Factory method pattern）是一种实现了“工厂”概念的面向对象设计模式。就像其他创建型模式一样，它也是处理在不指定对象具体类别的情况下创建对象的问题。工厂方法模式的实质是“定义一个创建对象的接口，但让实现这个接口的类别来决定实例化哪个类别。工厂方法让类别的实例化推迟到子类中进行。”
设计模式	工厂方法模式是一种创建型设计模式，其在父类中提供一个创建对象的方法，允许子类决定实例化对象的类型。

复述展开

工厂方法模式属于设计模式中的，创建型模式。

工厂方法模式结构

产品（Product）将会对接口进行声明。对于所有由创建者及其子类构建的对象，这些接口都是通用的。

具体产品 （Concrete Products）是产品接口的不同实现。

创建者 （Creator）类声明返回产品对象的工厂方法。该方法的返回对象类型必须与产品接口相匹配。你可以将工厂方法声明为抽象方法，强制要求每个子类以不同方式实现该方法。或者，你也可以在基础工厂方法中返回默认产品类型。注意，尽管它的名字是创建者，但它最主要的职责并不是创建产品。一般来说，创建者类包含一些与产品相关的核心业务逻辑。工厂方法将这些逻辑处理从具体产品类中分离出来。打个比方，大型软件开发公司拥有程序员培训部门。但是，这些公司的主要工作还是编写代码，而非生产程序员。

具体创建者 （Concrete Creators）将会重写基础工厂方法，使其返回不同类型的产品。

注意，并不一定每次调用工厂方法都会创建新的实例。工厂方法也可以返回缓存、对象池或其他来源的已有对象。

工厂方法模式适合的应用场景

❓

当你在编写代码的过程中，如果无法预知对象确切类别及其依赖关系时，可使用工厂方法。

工厂方法将创建产品的代码与实际使用产品的代码分离，从而能在不影响其他代码的情况下扩展产品创建部分代码。

例如，如果需要向应用中添加一种新产品，你只需要开发新的创建者子类，然后重写其工厂方法即可。

❓

如果你希望用户能扩展你软件库或框架的内部组件，可使用工厂方法。

继承可能是扩展软件库或框架默认行为的最简单方法。但是当你使用子类替代标准组件时，框架如何辨识出该子类？

解决方案是将各框架中构造组件的代码集中到单个工厂方法中，并在继承该组件之外允许任何人对该方法进行重写。

让我们看看具体是如何实现的。假设你使用开源 UI 框架编写自己的应用。你希望在应用中使用圆形按钮，但是原框架仅支持矩形按钮。你可以使用 圆形按钮RoundButton子类来继承标准的 按钮Button类。但是，你需要告诉 UI框架UIFramework类使用新的子类按钮代替默认按钮。

为了实现这个功能，你可以根据基础框架类开发子类 圆形按钮 UIUIWithRoundButtons ，并且重写其 createButton创建按钮方法。基类中的该方法返回 按钮对象，而你开发的子类返回 圆形按钮对象。现在，你就可以使用 圆形按钮 UI类代替 UI框架类。就是这么简单！

❓

如果你希望复用现有对象来节省系统资源，而不是每次都重新创建对象，可使用工厂方法。

在处理大型资源密集型对象（比如数据库连接、文件系统和网络资源）时，你会经常碰到这种资源需求。

让我们思考复用现有对象的方法：

首先，你需要创建存储空间来存放所有已经创建的对象。

当他人请求一个对象时，程序将在对象池中搜索可用对象。

… 然后将其返回给客户端代码。

如果没有可用对象，程序则创建一个新对象（并将其添加到对象池中）。

这些代码可不少！而且它们必须位于同一处，这样才能确保重复代码不会污染程序。

可能最显而易见，也是最方便的方式，就是将这些代码放置在我们试图重用的对象类的构造函数中。但是从定义上来讲，构造函数始终返回的是新对象，其无法返回现有实例。

因此，你需要有一个既能够创建新对象，又可以重用现有对象的普通方法。这听上去和工厂方法非常相像。

工厂方法模式的优缺点

优点：

你可以避免创建者和具体产品之间的紧密耦合。

单一职责原则。你可以将产品创建代码放在程序的单一位置，从而使得代码更容易维护。

开闭原则。无需更改现有客户端代码，你就可以在程序中引入新的产品类型。

缺点：

应用工厂方法模式需要引入许多新的子类，代码可能会因此变得更复杂。最好的情况是将该模式引入创建者类的现有层次结构中。

理解体会

在理解工厂方法模式以及工厂相关的设计模式之前，需要对以下概念做一些区分和了解。

工厂：工厂是一个含义模糊的术语，表示可以创建一些东西的函数、方法或类。最常见的情况下，工厂创建的是对象。但是它们也可以创建文件和数据库记录等其他东西。

简单工厂模式：描述了一个类，它拥有一个包含大量条件语句的构建方法，可根据方法的参数来选择对何种产品进行初始化并将其返回。简单工厂通常没有子类。但当从一个简单工厂中抽取出子类后，它看上去就会更像经典的工厂方法模式了。

工厂方法模式：是一种创建型设计模式，其在父类中提供一个创建对象的方法，允许子类决定实例化对象的类型。

抽象工厂模式：是一种创建型设计模式，它能创建一系列相关或相互依赖的对象，而无需指定其具体类。

参考：

工厂方法设计模式 (refactoringguru.cn)

工厂模式和抽象工厂模式的区别 (refactoringguru.cn)

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