工厂方法模式

模式动机与定义

模式动机

模式定义

工厂方法模式(Factory Method Pattern)简称工厂模式，也叫虚拟构造器(Virtual Constructor)模式或者多态工厂(Polymorphic Factory)模式，它属于类创建型模式。
在工厂方法模式中，工厂父类负责定义创建产品对象的公共接口，而工厂子类则负责生成具体的产品对象，这样做的目的是将产品类的实例化操作延迟到工厂子类中完成，即通过工厂子类来确定究竟应该实例化哪一个具体产品类。

模式结构与分析

模式结构

工厂方法模式包含如下角色：

Product:抽象产品
ConcreteProduct:具体产品
Factory:抽象工厂
ConcreteFactory:具体工厂

模式分析

工厂方法模式是简单工厂模式的进一步抽象和推广
工厂方法模式保持了简单工厂模式的优点，并克服了它的缺点
核心的工厂类不再负责所有产品的创建，而是将具体创建工作交给其子类去完成
可以允许系统在不修改工厂角色的情况下引进新产品
增加具体产品–>增加具体工厂，符合“开闭原则”

Java反射机制的应用

配置文件的应用

工具类XMLUtil代码片段

模式实例与解析

模式实例

电视机工厂：实例说明

将原有的电视机工厂进行分割，为每种品牌的电视机提供一个子工厂，海尔工厂专门负责生产海尔电视机，海信工厂专门负责生产海信电视机，如果需要生产TCL电视机或创维电视机，只需要对应增加一个新的TCL工厂或创维工厂即可，原有的工厂无需做任何修改，使得整个系统具有更好的灵活性和可扩展性。

电视机工厂：参考类图

电视机工厂：参考代码

代码结构：

TV接口

package factorymethod;

public interface TV {
    public void play();
}

HaierTV类

package factorymethod;

public class HaierTV implements TV {
    @Override
    public void play() {
        System.out.println("海尔电视机播放中···");
    }
}

HisenseTV类

package factorymethod;

public class HisenseTV implements TV {
    @Override
    public void play() {
        System.out.println("海信电视机播放中···");
    }
}

TVFactory接口

package factorymethod;

public interface TVFactory {
    public TV produceTV();
}

HaierTVFactory类

package factorymethod;

public class HaierTVFactory implements TVFactory {
    @Override
    public TV produceTV() {
        System.out.println("海尔电视机工厂生产海尔电视机！");
        return new HaierTV();
    }
}

HisenseTVFactory类

package factorymethod;

public class HisenseTVFactory implements TVFactory {
    @Override
    public TV produceTV() {
        System.out.println("海信电视机工厂生产海信电视机！");
        return new HisenseTV();
    }
}

FactoryMethodconfig.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<config>
    <className>factorymethod.HisenseTVFactory</className>

    <!--<className>factorymethod.HaierTVFactory</className>-->
</config>

XMLUtil类

package factorymethod;

import org.w3c.dom.Document;
import org.w3c.dom.Node;
import org.w3c.dom.NodeList;

import javax.xml.parsers.DocumentBuilder;
import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory;
import java.io.File;

public class XMLUtil {

    //该方法用于从XML配置文件中提取具体类类名，并返回一个实例对象
    public static Object getBean(){
        try {
            //创建文档对象
            DocumentBuilderFactory dFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
            DocumentBuilder builder = dFactory.newDocumentBuilder();
            Document doc;

            doc = builder.parse(new File("D:MyNewWorldStudy_JAVAMyHomeWrite_javaMy_MavensrcmainresourcesFactoryMethodconfig.xml"));


            //获取包含类名的文本节点
            NodeList n1 = doc.getElementsByTagName("className");
            Node classNode = n1.item(0).getFirstChild();

            String cName = classNode.getNodeValue();

            //通过类名生成实例对象并将其返回
            Class c = Class.forName(cName);
            Object obj = c.newInstance();
            return obj;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

Client类

package factorymethod;

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            TV tv;
            TVFactory factory;
            factory = (TVFactory) XMLUtil.getBean();
            tv = factory.produceTV();
            tv.play();
        }catch (Exception e){
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}

运行结果

模式效果与应用

工厂方法模式优点

工厂方法用来创建客户所需要的产品，同时还向客户隐藏了哪种具体产品类将被实例化这一细节
能够让工厂自主确定创建何种产品对象，而如何创建这个对象的细节则完全封装在具体工厂内部。
在系统中加入新产品时，完全符合开闭原则

工厂方法模式缺点

系统中类的个数将成对增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，会给系统带来一些额外的开销。
增加了系统的抽象性和理解难度。

在以下情况下可以使用工厂方法模式：

客户端不知道它所需要的对象的类(客户端不需要知道具体产品类的类名，只需要知道所对应的工厂即可，具体产品对象由具体工厂类创建)
抽象工厂类通过其子类来指定创建哪个对象