一天一個設計模式——工廠方法(FactoryMethod)模式

1、模式說明

　　在前一個模板方法（Template Method）模式中，父類定義了處理流程，而流程中用到的方法交給子類去實現。相似的，在工廠方法模式中，父類決定如何生成實例，但並不決定所要生成的具體類，具體的處理交由子類來處理。這樣能夠將生成實例的框架和實例自己解耦。

　　工廠方法模式在不少框架中都有用到，在面試中也問的比較多的，須要重點理解把握。

2、工廠方法（Factory Method）模式類圖

3、工廠方法（Factory Method）模式中的角色

• Product產品類【框架】：定義了工廠方法模式生成的實例應該持有哪些接口。
• Creater建立者類【框架】：負責生成Product角色的抽象類。Creater角色對最終生成的實例是一無所知的，它只知道，只要調用Product角色和工廠方法（factoryMethod），就能夠生成Product的實例，無需調用new方法，這樣能夠將父類和其餘具體類耦合。
• ConreteProduct具體的產品類：工廠方法生成的具體產品。
• ConcreteCreater具體的建立者類：負責生成具體的產品。

4、工廠方法（Factory Method）代碼示例：

一、模式框架類的建立，Product類：

package com.designpattern.cn.factorymethodpattern.patternframework;

public abstract class Product {
    public abstract void use();
}

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二、模式框架類的建立，Factory類：

package com.designpattern.cn.factorymethodpattern.patternframework;

public abstract class Factory {
    public final Product create(String owner){
        Product product = this.createProduct(owner);
        this.registerProduct(product);
        return product;
    }

    protected abstract Product createProduct (String owner);
    protected abstract void registerProduct(Product product);
}

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三、模式實現類，IDCard身份證類：

package com.designpattern.cn.factorymethodpattern.patterndemostrate;

import com.designpattern.cn.factorymethodpattern.patternframework.Product;

public class IDCard extends Product {
    private String owner;
    IDCard(String owner){
        System.out.println("製做" + owner + "的ID卡");
        this.owner = owner;
    }

    public void use(){
        System.out.println("使用" + this.owner + "的ID卡");
    }

    public String getOwner() {
        return owner;
    }
}

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四、模式實現類，IDCardFactory類：

package com.designpattern.cn.factorymethodpattern.patterndemostrate;

import com.designpattern.cn.factorymethodpattern.patternframework.Factory;
import com.designpattern.cn.factorymethodpattern.patternframework.Product;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class IDCardFactory extends Factory {
    private List owners = new ArrayList();
    protected Product createProduct(String owner){
        return new IDCard(owner);
    }

    protected void registerProduct(Product product){
        owners.add(((IDCard)product).getOwner());
    }

    public List getOwners(){
        return owners;
    }
}

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五、Main方法類與運行結果：

 

上面的代碼示例中，工廠模式的createProduct是一個抽象方法，必須在子類中實現該方法，具體能夠選擇三種實現方式：

1. 指定其爲抽象方法，如同上面的代碼示例同樣；
2. 爲其實現默認處理：

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

若是採用這種方式，Product類就不能定義爲抽象類。

       3.拋出異常的方式：

public Product createProduct(String name){
 throw new FactoryMethodRuntimeException();
}

這樣一來，就必須在子類中重寫該方法，不然會拋出異常。

5、工廠方法（Factory Method）模式相關的模式

• 模板方法（Template Method）模式：工廠方法模式是模板方法模式的典型應用，工廠方法中的createProduct就是模板方法。
• 單例模式（Singleton）：工廠方法模式中，具體的建立者角色（上例中的IDCardFactory）類，能夠設計爲單例模式，由於程序中沒有必要存在多個建立者角色的實例（後續學習到單例模式時再回頭修改這個示例）。
• 組合（Composite）模式：將對象組合成樹形結構以表示「部分-總體」的層次結構，組合模式使得用戶對單個對象和組合對象的使用具備一致性。工廠方法模式中的Creater和ConcreteCreater對象能夠用到該模式。
• 迭代器（Iterator）模式：在迭代器模式中，使用iterator方法生成Iterator實例時，會使用工廠方法模式。