Java工廠方法模式詳解

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一、什麼是工廠方法模式？

工廠方法模式：也叫虛擬構造器模式或者多型工廠模式，它屬於類建立型模式。

在工廠方法模式中，工廠父類別負責定義建立產品物件的公共介面，而工廠子類則負責生成具體的產品物件，這樣做的目的是將產品類的範例化操作延遲到工廠子類中完成，即通過工廠子類來確定究竟應該範例化哪一個具體產品類。

我們知道在現在的真實工廠內分工越來越細，越來越專業化。。各種產品有專門的工廠生產，徹底告別了自給自足的小農經濟時代，這大大縮短了產品的生產週期，提高了生產效率。而工廠方法模式即滿足了開閉原則，也繼承了簡單工廠模式的優點。

舉例說明：

在簡單工廠模式的文章中的可樂工廠，因為只有一個工廠類，所以任何產品都需要在這個類裡面去修改和調整，而工廠方法模式就是有多個工廠，每個工廠生產一個產品，如果有需要增加新產品，我們直接再新建一個工廠即可，就不需要在其他工廠的內部再去修改，這樣就符合了開閉原則。

二、工廠方法模式的優缺點

優點：

• 使用者只需要知道具體工廠的名稱就可得到所要的產品，無須知道產品的具體建立過程

• 靈活性增強，對於新產品的建立，只需多寫一個相應的工廠類

• 典型的解耦框架。高層模組只需要知道產品的抽象類，無須關心其他實現類，滿足迪米特法則、依賴倒置原則和里氏替換原則

缺點：

• 類的個數容易過多，增加複雜度

• 增加了系統的抽象性和理解難度

• 抽象產品只能生產一種產品，此弊端可使用抽象工廠模式解決（抽象工廠模式在下一篇文章）

三、模式的結構與實現

結構由以下四個部分組成：

• 抽象工廠（Abstract Factory）：提供了建立產品的介面，呼叫者通過它存取具體工廠的工廠方法 newProduct() 來建立產品

• 具體工廠（ConcreteFactory）：主要是實現抽象工廠中的抽象方法，完成具體產品的建立

• 抽象產品（Product）：定義了產品的規範，描述了產品的主要特性和功能

• 具體產品（ConcreteProduct）：實現了抽象產品角色所定義的介面，由具體工廠來建立，它同具體工廠之間一一對應

結構圖：

4、工廠方法模式程式碼實現

還是以上一篇文章的可樂工廠為例：
產品有：可口可樂、百事可樂、無糖可樂
在簡單工廠模式中只有一個可樂工廠，可以生產三種產品，在工廠方法模式中就可以有多個工廠來生成對應的產品：

抽象工廠： 可樂工廠（可以理解成總廠）
百事可樂工廠： 生成百事可樂
可口可樂工廠： 生成可口可樂
無糖可樂工廠： 生成無糖可樂

生產可樂的方法：

/**
 *  提供了產品的介面
 */public interface Cola {

    //生產可樂的方法
    public void cola();}

可樂抽象工廠：

/**
 * 可樂抽象工廠(可以理解成可樂總廠，旗下還有很多分廠)
 */public interface ColaFactory {

    public Cola newCola();}

生成三種可樂的方法：
可樂可樂：

/**
 * 產品名稱：可樂可樂，實現了產品的介面
 */public class CocaCola implements Cola{

    @Override
    public void cola() {
        System.out.println("開始生產可口可樂");
    }}

百事可樂：

/**
 *
 * 產品名稱：百事可樂，實現了產品的介面
 */public class PepsiCola implements Cola{

    @Override
    public void cola() {
        System.out.println("開始生產百事可樂");
    }}

無糖可樂：

/*
 * 產品名稱：無糖可樂，實現了產品的介面
 */public class SugarFreeCola implements Cola{

    @Override
    public void cola() {
        System.out.println("開始生產無糖可樂");
    }}

三個產品對應三個工廠：

生產可口可樂的工廠：

/**
 *
 * 具體工廠1：可口可樂工廠
 */public class CocaColaFactory implements ColaFactory{
    
    @Override
    public Cola newCola() {
        System.out.println("我是可樂工廠下面的可口可樂工廠");
        return new CocaCola();
    }}

生產百事可樂的工廠：

/**
 *
 * 具體工廠2：百事可樂工廠
 */public class PepsiColaFactory implements ColaFactory{

    @Override
    public Cola newCola() {
        System.out.println("我是可樂工廠下面的百事可樂工廠");
        return new PepsiCola();
    }}

生產無糖可樂的工廠：

/*
 * 具體工廠3：無糖可樂工廠
 */public class SugarFreeColaFactory implements ColaFactory{
    
    @Override
    public Cola newCola() {
        System.out.println("我是可樂工廠下面的無糖可樂工廠");
        return new SugarFreeCola();
    }}

到這裡目前有：

• 一生產可樂的方法

• 一個可樂工廠（下面有多個小工廠）

• 三個生產三種型別可樂的方法（實現可樂介面）

• 三個可樂工廠（生產三種可樂，實現可樂工廠介面）

測試類：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        try{

            //新建一個可樂方法物件
            Cola a;

            //新建一個可樂工廠物件
            ColaFactory af;

            //告訴可樂工廠，你需要什麼可樂，並且通知對應的分工廠
            af = (ColaFactory) new PepsiColaFactory();
            //執行對於生產方法
            a = af.newCola();
            a.cola();
            
        }catch (Exception e ){
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }}

比如我現在需要百事可樂，我在af內傳入百事可樂工廠：

我是可樂工廠下面的無糖可樂工廠
開始生產無糖可樂

如果傳入CocaColaFactory：

我是可樂工廠下面的可口可樂工廠
開始生產可口可樂

5、總結

這就是工廠方法模式，和簡單工廠模式有所不同，在這個模式內有一個抽象工廠介面，也就是你需要增加新產品後，不需要在原本的工廠內去修改程式碼，而是直接新建一個工廠，去實現抽象工廠即可，也是符合了開閉原則。

當然缺點也就是工廠多了，管理變得複雜，也增加了系統的抽象性和理解難度，而且抽象產品只能生產一種產品，但是此弊端可使用抽象工廠模式解決（抽象工廠模式在下一篇文章）

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