创建型-工厂方法模式

概述

工厂方法模式（Factory Method Pattern）定义一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。

适用场景

• 客户端不知道它所需要的对象的类
• 客户端希望通过子类来指定创建对象
• 将创建对象的职责委托给多个工厂子类中的某一个

角色组成

• Product（抽象产品）：定义产品的接口
• ConcreteProduct（具体产品）：实现产品接口
• Creator（抽象工厂）：声明工厂方法
• ConcreteCreator（具体工厂）：实现工厂方法，返回具体产品

代码实现

1. 定义产品接口

public interface Product {
    void use();
}

2. 具体产品

public class ConcreteProductA implements Product {
    @Override
    public void use() {
        System.out.println("使用产品A");
    }
}

public class ConcreteProductB implements Product {
    @Override
    public void use() {
        System.out.println("使用产品B");
    }
}

3. 抽象工厂

public abstract class Creator {
    // 工厂方法
    public abstract Product createProduct();
    
    // 业务方法
    public void doSomething() {
        Product product = createProduct();
        product.use();
    }
}

4. 具体工厂

public class ConcreteCreatorA extends Creator {
    @Override
    public Product createProduct() {
        return new ConcreteProductA();
    }
}

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

5. 客户端使用

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Creator creatorA = new ConcreteCreatorA();
        creatorA.doSomething();
        
        Creator creatorB = new ConcreteCreatorB();
        creatorB.doSomething();
    }
}

# 输出
使用产品A
使用产品B

类图

实际案例：日志记录器

// 日志接口
public interface Logger {
    void log(String message);
}

// 文件日志
public class FileLogger implements Logger {
    @Override
    public void log(String message) {
        System.out.println("[FILE] " + message);
    }
}

// 数据库日志
public class DatabaseLogger implements Logger {
    @Override
    public void log(String message) {
        System.out.println("[DB] " + message);
    }
}

// 日志工厂接口
public interface LoggerFactory {
    Logger createLogger();
}

// 文件日志工厂
public class FileLoggerFactory implements LoggerFactory {
    @Override
    public Logger createLogger() {
        return new FileLogger();
    }
}

// 数据库日志工厂
public class DatabaseLoggerFactory implements LoggerFactory {
    @Override
    public Logger createLogger() {
        return new DatabaseLogger();
    }
}

JDK 中的应用

• java.util.Calendar#getInstance()
• java.text.NumberFormat#getInstance()
• java.util.ResourceBundle#getBundle()
• java.nio.charset.Charset#forName()

优缺点

优点：

• 符合开闭原则，扩展性好
• 符合单一职责原则
• 客户端只需知道工厂类

缺点：

• 类的数量增加，增加复杂度
• 增加了系统的抽象性

与简单工厂对比

特性	简单工厂	工厂方法
工厂类	一个	多个
扩展性	需修改工厂	新增工厂类
开闭原则	违反	符合
复杂度	低	较高