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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。
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工厂方法模式结构
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- 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 UI
UIWithRoundButtons , 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:
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【概念解析】启动
【概念解析】Day 1 - 10
【概念解析】Day 11 - 20
【概念解析】Day 21 - 30
【概念解析】Day 31 - 40
【概念解析】Day 41 - 50
【概念解析】Day 51 - 60
【概念解析】Day 61 - 70
【概念解析】Day 71 - 80
【概念解析】Day 81 - 90
- 作者:eachenkuang
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