工廠方法模式

模式動機與定義

模式動機

模式定義

• 工廠方法模式(Factory Method Pattern)簡稱工廠模式，也叫虛擬構造器(Virtual Constructor)模式或者多型工廠(Polymorphic Factory)模式，它屬於類建立型模式。
• 在工廠方法模式中，工廠父類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例項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例項化哪一個具體產品類。

模式結構與分析

模式結構

工廠方法模式包含如下角色：

• Product:抽象產品
• ConcreteProduct:具體產品
• Factory:抽象工廠
• ConcreteFactory:具體工廠

模式分析

• 工廠方法模式是簡單工廠模式的進一步抽象和推廣
• 工廠方法模式保持了簡單工廠模式的優點，並克服了它的缺點
• 核心的工廠類不再負責所有產品的建立，而是將具體建立工作交給其子類去完成
• 可以允許系統在不修改工廠角色的情況下引進新產品
• 增加具體產品-->增加具體工廠，符合“開閉原則”

Java反射機制的應用

配置檔案的應用

工具類XMLUtil程式碼片段

模式例項與解析

模式例項

電視機工廠：例項說明

• 將原有的電視機工廠進行分割，為每種品牌的電視機提供一個子工廠，海爾工廠專門負責生產海爾電視機，海信工廠專門負責生產海信電視機，如果需要生產TCL電視機或創維電視機，只需要對應增加一個新的TCL工廠或創維工廠即可，原有的工廠無需做任何修改，使得整個系統具有更好的靈活性和可擴充套件性。

電視機工廠：參考類圖

電視機工廠：參考程式碼

程式碼結構：

TV介面

package factorymethod;

public interface TV {
    public void play();
}

HaierTV類

package factorymethod;

public class HaierTV implements TV {
    @Override
    public void play() {
        System.out.println("海爾電視機播放中···");
    }
}

HisenseTV類

package factorymethod;

public class HisenseTV implements TV {
    @Override
    public void play() {
        System.out.println("海信電視機播放中···");
    }
}

TVFactory介面

package factorymethod;

public interface TVFactory {
    public TV produceTV();
}

HaierTVFactory類

package factorymethod;

public class HaierTVFactory implements TVFactory {
    @Override
    public TV produceTV() {
        System.out.println("海爾電視機工廠生產海爾電視機！");
        return new HaierTV();
    }
}

HisenseTVFactory類

package factorymethod;

public class HisenseTVFactory implements TVFactory {
    @Override
    public TV produceTV() {
        System.out.println("海信電視機工廠生產海信電視機！");
        return new HisenseTV();
    }
}

FactoryMethodconfig.xml

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

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

XMLUtil類

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 {

    //該方法用於從XML配置檔案中提取具體類類名，並返回一個例項物件
    public static Object getBean(){
        try {
            //建立文件物件
            DocumentBuilderFactory dFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
            DocumentBuilder builder = dFactory.newDocumentBuilder();
            Document doc;

            doc = builder.parse(new File("D:\\MyNewWorld\\Study_JAVA\\MyHome\\Write_java\\My_Maven\\src\\main\\resources\\FactoryMethodconfig.xml"));


            //獲取包含類名的文字節點
            NodeList n1 = doc.getElementsByTagName("className");
            Node classNode = n1.item(0).getFirstChild();

            String cName = classNode.getNodeValue();

            //通過類名生成例項物件並將其返回
            Class c = Class.forName(cName);
            Object obj = c.newInstance();
            return obj;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

Client類

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());
        }
    }
}

執行結果

模式效果與應用

工廠方法模式優點

• 工廠方法用來建立客戶所需要的產品，同時還向客戶隱藏了哪種具體產品類將被例項化這一細節
• 能夠讓工廠自主確定建立何種產品物件，而如何建立這個物件的細節則完全封裝在具體工廠內部。
• 在系統中加入新產品時，完全符合開閉原則

工廠方法模式缺點

• 系統中類的個數將成對增加，在一定程度上增加了系統的複雜度，會給系統帶來一些額外的開銷。
• 增加了系統的抽象性和理解難度。

在以下情況下可以使用工廠方法模式：

• 客戶端不知道它所需要的物件的類(客戶端不需要知道具體產品類的類名，只需要知道所對應的工廠即可，具體產品物件由具體工廠類建立)
• 抽象工廠類通過其子類來指定建立哪個物件

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