工厂方法模式（Factory Method）

我们介绍简单工厂模式，但是简单工厂模式违反了"开-闭"原则，即对"闭"支持不够，即有新产品添加时，需要修改已有的工厂代码。

工厂方法模式是简单工厂模式的进一步抽象和推广。由于使用了多态性，工厂方法模式保持了简单工厂模式的优点，而且克服了它的缺点。

在工厂方法模式中，核心的工厂类不再负责所有的产品的创建，而是将具体创建的工作交给子类去做。这个核心类则摇身一变，成为了一个抽象工厂角色，仅负责给出具体工厂子类必须实现的接口，而不接触产品类被实例化的细节。类图如下：

从上图中可以看出，设计到的角色如下：

• 抽象工厂（Creator）角色：该角色是工厂方法模式的核心，它与应用程序无关。

• 具体工厂（Concrete Creator）角色：该角色实现了抽象工厂接口的具体Java类。具体工厂角色含有与应用密切相关的逻辑，并且受到应用程序的调用以创建产品对象。

• 抽象产品（Product）角色：工厂方法模式所创建的对象的超类型，也就是产品对象的共同父类或共同拥有的接口。

• 具体产品（Concrete Product）角色：这个角色实现了抽象产品角色所声明的接口。工厂方法模式所创建的每一个对象都是某个具体产品角色的实例。

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实例：这里依然通过生产小汽车为例子。该实例存需要生产"奔驰"和"宝马"两个品牌的车辆。其中设计的类如下：

• Factory：抽象工厂

• BenzFactory：奔驰车辆工厂

• BmwFactory：宝马车辆工厂

• Car：抽象车辆，指定车辆需要的功能接口

• BenzCar：奔驰车

• BmwCar：宝马车

实例的UML类图如下：

Java实例代码：

// 抽象工厂
public interface Factory {
    public Car factory();
}
 
// 奔驰具体工厂
public class BenzFactory implements Factory {
    @Override
    public Car factory() {
        return new BenzCar();
    }
}
 
// 宝马具体工厂
public class BmwFactory implements Factory {
    @Override
    public Car factory() {
        return new BmwCar();
    }
}
 
// 抽象产品
public interface Car {
    public void start();
    public void stop();
}
 
// 奔驰车具体类
public class BenzCar implements Car {
    private static final String NAME = BenzCar.class.getSimpleName();
 
    @Override
    public void start() {
        System.out.println(NAME + " :: start()");
    }
 
    @Override
    public void stop() {
        System.out.println(NAME + " :: stop()");
    }
}
 
// 宝马车具体类
public class BmwCar implements Car {
    private static final String NAME = BmwCar.class.getSimpleName();
 
    @Override
    public void start() {
        System.out.println(NAME + " :: start()");
    }
 
    @Override
    public void stop() {
        System.out.println(NAME + " :: stop()");
    }
}
 
// 客户端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取奔驰车实例
        Factory factory = new BenzFactory();
        Car car = factory.factory();
        car.start();
        car.stop();
 
        // 获取宝马车实例
        factory = new BmwFactory();
        car = factory.factory();
        car.start();
        car.stop();
    }
}

模式优点

更符合开-闭原则

新增一种产品时，只需要增加相应的具体产品类和相应的工厂子类即可。而简单工厂模式需要修改工厂类的判断逻辑，即工厂方法中的逻辑（if-else或switch）。

符合单一职责原则

每个具体工厂类只负责创建对应的产品。而简单工厂中的工厂类存在复杂的switch逻辑判断。

不使用静态工厂方法

不使用静态工厂方法，可以形成基于继承的等级结构。简单工厂模式的工厂类使用静态工厂方法。

总结

工厂模式可以说是简单工厂模式的进一步抽象和拓展，在保留了简单工厂的封装优点的同时，让扩展变得简单，让继承变得可行，增加了多态性的体现。

模式缺点

• 添加新产品时，除了增加新产品类外，还要提供与之对应的具体工厂类，系统类的个数将成对增加，在一定程度上增加了系统的复杂度；同时，有更多的类需要编译和运行，会给系统带来一些额外的开销；

• 由于考虑到系统的可扩展性，需要引入抽象层，在客户端代码中均使用抽象层进行定义，增加了系统的抽象性和理解难度，且在实现时可能需要用到DOM、反射等技术，增加了系统的实现难度；

• 虽然保证了工厂方法内的对修改关闭，但对于使用工厂方法的类，如果要更换另外一种产品，仍然需要修改实例化的具体工厂类；

• 一个具体工厂只能创建一种具体产品；