工厂方法模式

意图：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。Factory Method 使一个类的实例化延迟到其子类。

结构：

实例：下面我们以Pizza店的例子来谈谈“工厂方法模式”的来龙去脉，我们学习的思路是“原始设计－－>简单工厂－－>工厂方法”。

情景分析：假如你有一个Pizza店，那么你的Pizza订单可能会写成如下代码（这段代码写在PizzaStore类里面）：

public Pizza orderPizza(){     Pizza pizza = new Pizza();     pizza.Prepare();     pizza.Bake();     pizza.Cut();     pizza.Box();     return pizza;}

如果你的Pizza店的Pizza有很多类，那么你的Pizza订单会如何写呢，可能会写成如下：

class PizzaStore{public Pizza OrderPizza(String paramPizzaType){Pizza pizza = null;if (paramPizzaType.Equals("cheese")){pizza = new CheesePizza();}else if (paramPizzaType.Equals("greek")){pizza = new GreekPizza();}else if (paramPizzaType.Equals("pepperon")){pizza = new PepperoniPizza();}pizza.Prepare();pizza.Bake();pizza.Cut();pizza.Box();return pizza;}    // 省略        }

 

上面的代码有一个问题：当Pizza的种类发生改变（或增加或减少）时，这段代码必须重写。那么这段代码应该如何改进呢？其实我们只要封装变化点就行了，即代码中的“if，else”语句。封装的过程如下：
1）、创建SimplePizzaFactory类。
2）、在SimplePizzaFactory类中创建CreatPizza方法。
3）、把“if，else”语句写道CreatPizza方法中。
相应的代码如下：

public class SimplePizzaFactory{public Pizza CreatPizza(String paramPizzaType){Pizza pizza = null;if (paramPizzaType.Equals("cheese")){pizza = new CheesePizza();}else if (paramPizzaType.Equals("greek")){pizza = new GreekPizza();}else if (paramPizzaType.Equals("pepperon")){pizza = new PepperoniPizza();}return pizza;}}

这样做的好处：
1）、可以很好的达到代码重用。如果其他类想得到Pizza，都可以调用SimplePizzaFactory的CreatPizza（）方法。
2）、维护方便。如果Pizza的创建需要改变，只需要改变CreatPizza（）方法就行了，其他调用的地方不需要发生改变。
值得改进的地方：可以把CreatPizza（）写成静态方法。
改成静态方法的优点：不需要通过创建对象来使用类里的方法。
缺点：不能通过继承来改变创建对象的行为。
小结：
上面的代码其实是简单工厂模式的应用（简单工厂不是一个真正的模式）。
简单工厂（Simple Factory）模式的意图：Simple Factory模式根据提供给它的数据，返回几个可能类中的一个类的实例。通常它返回的类都有一个公共的父类和公共的方法。
结构：

工厂类角色Creator （SimplePizzaFactory）：工厂类在客户端的直接控制下（Create方法）创建产品对象。
抽象产品角色Product (Pizza)：定义简单工厂创建的对象的父类或它们共同拥有的接口。可以是一个类、抽象类或接口。
具体产品角色ConcreteProduct (CheesePizza， GreekPizza，PepperoniPizza)：定义工厂具体加工出的对象。
客户端Client（PizzaStore）：负责调用SimplePizzaFactory的Create方法。
其实SimplePizzaFactory的CreatPizza（）方法并没有符合面向对象的开闭原则，它没有对修改进行关闭，即当Pizza的种类改变时，这个方法必须重写，只不过改动的工作量减少了，只需要改动一处，其他调用的地方不需要变动而已。

新的需求：
1）、Pizza店有了加盟店，加盟店生产Pizza的流程应该一成不变。
2）、每个加盟店可能要提供不同风味的Pizza（比如纽约、芝加哥、加州）。 
按照简单工厂的方法，我们可以这样做：创建NYPizzaFactory、ChicagoPizzaFactory、CaliforniaPizzaFactory类。相应的代码如下：

1NYPizzaFactory nyFactory = new NYPizzaFactory(); // 创建具有纽约风味的Pizza工厂
2            PizzaStore nyStore = new PizzaStore(nyFactory);  // 建立Pizza店，经营纽约风味的Pizza
3            nyStore.OrderPizza("cheese");                    // 订购具有纽约风味的CheesePizza

 如果需求不发生改变，那么用简单工厂就已经足够了，但是一旦需求发生了变化，简单工厂就不能适应了。

变化后的需求：
1）、有些加盟店采用自创的流程，比如烘烤的做法有些差异（Bake方法改变）、不要切片（Cut方法不要）、采用其他公司的盒子（Box方法改变）等。
2）、Pizza的种类有可能发生改变（或增加或减少）。

我们的做法很简单，具体操作：
1）、把SimpleFactory的CreatPizza（）方法写回到PizzaStore里面。
2）、抽象PizzaStore，用NYPizzaStore、ChicagoPizzaStore等继承PizzaStore。
3）、具体的PizzaStore和具体的Pizza进行一一对应。

相应的类图如下（应用了工厂方法模式）：

 

说明：
1）、PizzaStore类是抽象类，相当于工厂方法模式的Creator类，NYPizzaStore类和ChicagoPizzaStore类继承了PizzaStore，相当于工厂方法模式的ConcreteCreator。
2）、Pizza是抽象类，相当于Product类，NYStyleCheesePizza类、NYStylePepperoniPizza类、NYStyleGreekPizza类、ChicagoStyleCheesePizza类、ChicagoStylePepperoniPizza类、ChicagoStyleGreekPizza类继承了Pizza类，相当于ConcreteProduct。
3）、NYPizzaStore类调用了NYStyleCheesePizza类、NYStylePepperoniPizza类、NYStyleGreekPizza类，ChicagoPizzaStore类调用了ChicagoStyleCheesePizza类、ChicagoStylePepperoniPizza类、ChicagoStyleGreekPizza类。

相应的代码如下：

Code

工厂方法模式的特点：
1）、核心的工厂类不负责所有产品的创建，而是将具体创建工作交给子类去做，可以允许系统在不修改工厂角色的情况下引进新产品。
2）、工厂类与产品类往往具有平行的等级结构，它们之间一一对应。

工厂方法和简单工厂的区别：
1）、Factory Method 的核心是一个抽象工厂类，而Simple Factory 把核心放在一个具体类上。
2）、Factory Method 的具体工厂类都有共同的接口，或者有共同的抽象父类。
3）、当系统扩展需要添加新的产品对象时，Factory Method仅仅需要添加一个具体对象以及一个具体工厂对象，原有工厂对象不需要进行任何修改，也不需要修改客户端，很好的符合了“开放－封闭”原则。而Simple Factory 在添加新产品对象后不得不修改工厂方法，扩展性不好。