Factory Method——工厂方法模式

Factory Method——工厂方法模式

什么是工厂方法模式

    用模板方法模式来构建生成示例的工厂，就是工厂方法模式。在Factory Method模式中，父类决定实例的生成方式，但并不决定所要生成的具体的类，具体的处理全部交给子类负责。这样就可以将生成示例的框架和实际负责生成示例的类解耦。

工厂方法模式中的角色构成

工厂方法模式的类图

• Product(产品)
  Product角色属于框架方，是一个抽象类或接口，定义了工厂方法创建的对象。
• ConcreteCreator(具体的产品)
  

    ConcreteProduct角色属于具体加工这一方，它决定了具体的产品。

• Creator(创建者)
  

    Creator属于框架方，是一个抽象类，负责生成Product角色，具体处理交由子类ConcreteCreator角色决定。<br />
    Creator会声明工厂方法，该方法会生成具体实例并将结果以Product类型的对象返回，可以用工厂方法创建一个Product对象。

• ConcreteCreator(具体的创建者)
  

    ConcreteCreator角色属于具体加工这一方，它负责生成具体的产品。

示例程序

类组成表

示例程序类图：

Product类：

    属于框架方，位于framework包中，声明了use()方法，定义了产品。

package com.example.factorymethod.framework;
public abstract class Product {
    public abstract void use();
}

Factory类：

    属于框架方，位于framework包中，使用了Template Method(模板方法模式)。Factory类声明了生成Product实例的create()方法，以及createProduct()和registerProduct()抽象方法，两个抽象方法的具体处理实现交给Factory类的子类负责。<br />
     Factory类定义了工厂是用来“调用create()方法生成Product示例”的。create()方法的实现是先调用createProduct()生成产品，接着调用registerProduct()注册产品。在使用Factory Method模式生成实例时，一定会用到Template Method模式。

package com.example.factorymethod.framework;
public abstract class Factory{
    public final Product create(String owner) {
        Product product = createProduct(owner);
        registerProduct(product);
        return product;
    }
    protected abstract Product createProduct(String owner);
    protected abstract void registerProduct(Product product);
}

IDCard类：

    是产品Product的子类

package com.example.factorymethod.idcard;
import com.example.factorymethod.framework.Product;
public class IDCard extends Product {
    private String owner;
   /*
    * IDCard类的构造函数访问修饰符为default，使得idcard包外的类无法new出IDCard类的实例
    * 这样可以强迫外部必须通过IDCardFactory来生成IDCard的实例
    * */
    IDCard(String owner) {
        System.out.println("制作" + owner + "的ID卡");
        this.owner = owner;
    }
    @Override
    public void use() {
        System.out.println("使用" + owner + "的ID卡");
    }
    public String getOwner() {
        return owner;
    }
}

IDCardFactory类：

    Factory类的子类，实现了createProduct()方法和registerProduct()方法。createProduct()方法通过生成IDCard的实例来实现“生产产品”的操作。registerProduct()方法通过将IDCard的owner保存到owners字段中来实现“注册产品”的操作

package com.example.factorymethod.idcard;
import com.example.factorymethod.framework.Factory;
import com.example.factorymethod.framework.Product;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class IDCardFactory extends Factory {
    private List owners = new ArrayList();
    @Override
    protected Product createProduct(String owner) {
        return new IDCard(owner);
    }
    @Override
    protected void registerProduct(Product product) {
        owners.add(((IDCard)product).getOwner());
    }
    public List getOwners() {
        return owners;
    }
}

FactoryMain类：

    测试类，使用Factory和Product来制作IDCard。

package com.example.factorymethod;
import com.example.factorymethod.framework.Factory;
import com.example.factorymethod.framework.Product;
import com.example.factorymethod.idcard.IDCardFactory;
public class FactoryMain {
    public static void main(String[] args) {
        Factory factory = new IDCardFactory();
        Product card1 = factory.create("张三");
        Product card2 = factory.create("李四");
        Product card3 = factory.create("王五");
        card1.use();
        card2.use();
        card3.use();
    }
}

执行结果：

制作张三的ID卡
制作李四的ID卡
制作王五的ID卡
使用张三的ID卡
使用李四的ID卡
使用王五的ID卡

拓展延伸

生成更多的工厂和产品

    通过继承framework包中的Factroy类和Product类，可以创建更多的“工厂”和“产品”，在这个过程中是使用已有的框架生成全新的类，不需要对framework进行修改。

方法的三种实现方式

指定为抽象方法

    将方法指定为抽象方法后，可以交由子类来具体实现。

abstract class Factory {
    public abstract Product createProduct(String name);
    ......
}

实现默认处理

    实现默认处理后，如果子类没有实现该方法，将执行该方法内的默认处理。

class Factory {
    public Product createProduct(String name) {
        return new Product(name);
    }
    ......
}

抛出异常

    在方法中抛出异常，如果未在子类中实现该方法，程序报错。

class Factory {
    public Product createProduct(String name) {
        //自定义异常，需额外编写FactoryMethodRuntimeException异常类
        throw new FactoryMethodRuntimeException(); 
    }
    ......
}