简介
在简单工厂模式中只提供一个工厂类,该工厂类处于对产品类进行实例化的中心位置,它需要知道每一个产品对象的创建细节,并决定何时实例化哪一个产品类。简单工厂模式最大的缺点是当有新产品要加入到系统中时,必须修改工厂类,需要在其中加入必要的业务逻辑,这违背了开闭原则。此外,在简单工厂模式中,所有的产品都由同一个工厂创建,工厂类职责较重,业务逻辑较为复杂,具体产品与工厂类之间的耦合度高,严重影响了系统的灵活性和扩展性,而工厂方法模式则可以很好地解决这一问题。
在工厂方法模式中,不再提供一个统一的工厂类来创建所有的产品对象,而是针对不同的产品提供不同的工厂,系统提供一个与产品等级结构对应的工厂等级结构。
工厂方法模式定义如下:定义一个用于创建对象的接口,让子类决定哪一个类实例化。工厂方法模式让一个类的实例化延迟到其子类。工程方法模式又称为工程模式,又可称作虚拟构造器模式或多态工程模式。工程方法模式是一种类创建型模式。
工程方法模式提供一个抽象工厂接口来声明抽象工厂方法,而由其子类来具体实现工厂方法,创建具体的产品对象,其结构如图所示:
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如图所示,工厂方法模式中包含如下 4 个角色:
- Product(抽象产品):它是定义产品的接口,是工厂方法模式所创建对象的公共父类。
- ConcreteProduct(具体产品):它实现了抽象产品接口,某种类型的具体产品由专门的具体工厂创建,具体工厂和具体产品之间一一对应。
- Factory(抽象工厂):在抽象工厂类中,声明了工厂方法(Factory Method),用于返回一个产品。抽象工厂是工厂方法模式的核心,所有创建对象的工厂类都必须实现该接口。
- ConcreteFactory(具体工厂):它是抽象工厂类的子类,实现了抽象工厂中定义的工厂方法,并可由客户端调用,返回一个具体产品类的实例。
与简单工厂模式相比,工厂方法模式最重要的区别就是引入了抽象工厂角色,抽象工厂可以是抽象类或具体类,其典型代码如下:
class Factory {
public:
virtual Product* factoryMethod() = 0;
};
在抽象工厂中声明了工厂方法但并未实现工厂方法,具体产品对象的创建由其子类负责,客户端针对抽象工厂编程,可在运行时再指定具体工厂类。具体工厂类实现了工厂方法,不同的具体工厂可以创建不同的具体产品,其典型代码如下:
class ConcreteFactory : public Factory {
public:
virtual Product* factoryMethod() override {
Product* product = new ConcreteProduct;
return product;
}
};
在实际使用时,具体工厂类在实现工厂方法时除了创建具体产品对象之外,还可以负责产品对象的初始化工作以及一些资源和环境配置工作,例如连接数据库、创建文件等。
注意:工厂方法模式中的工厂方法不能为静态方法,因为工厂方法模式使用的是面向对象编程语言的多态性,而静态方法则丧失了这种多态性。
日志记录器
比如对于一个日志记录器,我们可以使用工厂方法模式,其结构如下图所示,其中 Logger 充当抽象产品,其子类 FileLogger 和 DatabaseLogger 充当具体产品,LoggerFactory 充当抽象工厂,其子类 FileLoggerFactory 和 DatabaseLoggerFactory 充当具体工厂:
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进一步分析可发现,可以通过多种方式来初始化日志记录器,例如可以为各种日志记录器提供默认实现,还可以为数据库日志记录器提供数据库连接字符串,为文件日志记录器提供文件路径;也可以将参数封装在一个 Object 类型的对象中,通过 Object 对象将配置参数传入工厂类。此时,可以提供一组重载的工厂方法,以不同的方式对产品对象进行创建,如图所示。当然,对于同一个具体工厂而言,无论使用哪个工厂方法,创建的产品类均要相同。
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有时候,为了进一步简化客户端的使用,还可以对客户端隐藏工厂方法,此时,在工厂类中将直接调用产品类的业务方法,客户端无须调用工厂方法创建产品,直接通过工厂即可使用所创建的对象中的业务方法。
如果对客户端隐藏工厂方法,日志记录器的结构图将修改为如图所示:
![](/i/l/?n=22&i=blog/2026333/202210/2026333-20221022125637313-146992204.png)
总结
工厂方法模式是简单工厂模式的延伸,它继承了简单工厂模式的优点,同时还弥补了简单工厂模式的不足。工厂方法模式是使用频率最高的设计模式之一,是很多开源框架和API类库的核心模式。
优点
- 在工厂方法模式中,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,用户只需要关心所需产品对应的工厂,无须关心创建细节,甚至无须知道具体产品类的类名。
- 基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键。它能够让工厂可以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。工厂方法模式之所以又被称为多态工厂模式,正是因为所有的具体工厂类都具有同一抽象父类。
- 使用工厂方法模式的另一个优点是在系统中加人新产品时,无须修改抽象工厂和抽象产品提供的接口,无须修改客户端,也无须修改其他的具体工厂和具体产品,而只要添加一个具体工厂和具体产品就可以了,这样,系统的可扩展性也就变得非常好,完全符合开闭原则。
缺点
- 在添加新产品时,需要编写新的具体产品类,而且还要提供与之对应的具体工厂类,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,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。
适用场景
- 客户端不知道其所需要的对象的类。在工厂方法模式中,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,具体的产品对象由具体工厂类创建,可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。
- 抽象工厂类通过其子类来指定创建哪个对象。在工厂方法模式中,抽象工厂类只需要提供一个创建产品的接口,而由其子类来确定具体要创建的对象,利用面向对象的多态性和里氏代换原则,在程序运行时,子类对象将覆盖父类对象,从而使得系统更容易扩展。
标签:模式,工厂,具体,产品,抽象,设计模式,方法 From: https://www.cnblogs.com/tuilk/p/16815933.html所有代码见Kohirus-Github