创建型模式：工厂方法模式(Factory Method Pattern)

经过很多大神的总结，目前Java中一共23种经典的设计模式！

按照目的，设计模式可以分为以下三种用途：

1.创建型模式：用来处理对象的创建过程

2.结构型模式：用来处理类或者对象的组合

3.行为型模式：用来对类或对象怎样交互和怎样分配职责进行描述

创建型模式用来处理对象的创建过程，主要包含以下5种设计模式：

 工厂方法模式（Factory Method Pattern）

 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）

 建造者模式（Builder Pattern）

 原型模式（Prototype Pattern）

 单例模式（Singleton Pattern）

结构型模式用来处理类或者对象的组合，主要包含以下7种设计模式：

 适配器模式（Adapter Pattern）

 桥接模式（Bridge Pattern）

 组合模式（Composite Pattern）

 装饰者模式（Decorator Pattern）

 外观模式（Facade Pattern）

 享元模式（Flyweight Pattern）

 代理模式（Proxy Pattern）

行为型模式用来对类或对象怎样交互和怎样分配职责进行描述，主要包含以下11种设计模式：

 责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）

 命令模式（Command Pattern

 解释器模式（Interpreter Pattern）

 迭代器模式（Iterator Pattern）

 中介者模式（Mediator Pattern）

 备忘录模式（Memento Pattern）

 观察者模式（Observer Pattern）

 状态模式（State Pattern）

 策略模式（Strategy Pattern）

 模板方法模式（Template Method Pattern）

 访问者模式（Visitor Pattern） 

本篇文章主要为讲解一下工厂方法模式（Abstract Factory Pattern）！

参考资料：http://blog.csdn.net/zhengzhb/article/details/7348707

一、工厂方法模式概述

工厂方法(Factory Method)模式的意义是定义一个创建产品对象的工厂接口，将实际创建工作推迟到子类当中。核心工厂类不再负责产品的创建，这样核心类成为一个抽象工厂角色，仅负责具体工厂子类必须实现的接口，这样进一步抽象化的好处是使得工厂方法模式可以使系统在不修改具体工厂角色的情况下引进新的产品。

工厂方法模式是简单工厂模式的衍生，解决了许多简单工厂模式的问题。首先完全实现‘开－闭 原则’，实现了可扩展。其次更复杂的层次结构，可以应用于产品结果复杂的场合。

工厂方法模式对简单工厂模式进行了抽象。有一个抽象的Factory类（可以是抽象类和接口），这个类将不再负责具体的产品生产，而是只制定一些规范，具体的生产工作由其子类去完成。在这个模式中，工厂类和产品类往往可以依次对应。即一个抽象工厂对应一个抽象产品，一个具体工厂对应一个具体产品，这个具体的工厂就负责生产对应的产品。
工厂方法模式(Factory Method pattern)是最典型的模板方法模式(Template Method pattern)应用。

二、工厂方法模式定义

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，工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。

三、工厂方法模式类图

四、工厂方法模式实例1

interface IProduct {  //产品接口
    public void productMethod();  
}  
class Product implements IProduct {  //产品实现
    public void productMethod() {  
        System.out.println("产品");  
    }  
}  

interface IFactory {  //工厂接口
    public IProduct createProduct();  
}  
class Factory implements IFactory {  //工厂实现
    public IProduct createProduct() {  
        return new Product();  
    }  
}

public class Client {  //调用端
    public static void main(String[] args) {  
        IFactory factory = new Factory();  
        IProduct prodect = factory.createProduct();  
        prodect.productMethod();  
    }  
}  

五、工厂方法模式的优点

1、工厂模式：

        工厂模式根据抽象程度的不同分为三种：简单工厂模式（也叫静态工厂模式）、工厂方法模式、抽象工厂模式。

它的主要优点有：
1.可以使代码的结构清晰，有良好的封装性。

在编程中，产品类的实例化有时候是比较复杂多变的，通过工厂模式，将产品的实例化封装起来，使得调用者根本无需关心产品的实例化过程，只需依赖工厂即可得到自己想要的产品。

2.面向产品接口，对调用者屏蔽具体的产品类。

使用工厂模式，调用者只关心产品的接口就可以了，无需关心具体的实现。即使变更了具体的实现，对调用者来说没有任何影响。

3.降低模块间的耦合度。

产品类的实例化通常来说是很复杂的，它需要依赖很多的类，而这些类对于调用者来说根本无需知道，如果使用了工厂方法，我们需要做的仅仅是实例化好产品类，然后交给调用者使用。对调用者来说，产品所依赖的类都是透明的。

4. 符合迪米特法则、依赖倒置原则、里氏替换原则。

2、工厂方法模式：
       通过工厂方法模式的类图可以看到，它一共有四个要素：

1.工厂接口：(用接口或者抽象类实现)

工厂接口是工厂方法模式的核心，与调用者直接交互用来提供产品。

2.工厂实现：

在编程中，工厂实现决定如何实例化产品，是实现扩展的途径，需要有多少种产品，就需要有多少个具体的工厂实现。

3.产品接口：

产品接口的主要目的是定义产品的规范，所有的产品实现都必须遵循产品接口定义的规范。产品接口是调用者最为关心的，产品接口定义的优劣直接决定了调用者代码的稳定性。同样，产品接口也可以用抽象类来代替，但要注意最好不要违反里氏替换原则。

4.产品实现：

实现产品接口的具体类，决定了产品在客户端中的具体行为。

        简单工厂模式和工厂方法模式很相似，它们的区别是：

简单工厂只有三个要素，它没有工厂接口，并且得到产品的方法一般是静态的。因为没有工厂接口，所以在工厂实现的扩展性方面稍弱。

六、适用场景

        不管是简单工厂模式、工厂方法模式还是抽象工厂模式，它们都具有类似的特性，所以它们的适用场景也类似。

首先，作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方是复杂对象适合使用工厂模式，而简单对象，特别是只需要通过new就可以完成创建的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度。

其次，工厂模式是一种典型的解耦模式，迪米特法则在工厂模式中表现的尤为明显。假如调用者自己组装产品需要增加依赖关系时，可以考虑使用工厂模式，这样将会大大降低对象之间的耦合度。

再次，由于工厂模式是依靠抽象架构的，它把实例化产品的任务交由实现类完成，扩展性比较好。也就是说，当需要系统有比较好的扩展性时，可以考虑工厂模式，不同的产品用不同的实现工厂来组装。

七、对比

要说明工厂模式的优点，可能没有比组装汽车更合适的例子了。

场景是这样的：汽车由发动机、轮、底盘组成，现在需要组装一辆车交给调用者。

不使用工厂模式，代码如下：

class Engine {  
    public void getStyle(){  
        System.out.println("这是汽车的发动机");  
    }  
}  
class Underpan {  
    public void getStyle(){  
        System.out.println("这是汽车的底盘");  
    }  
}  
class Wheel {  
    public void getStyle(){  
        System.out.println("这是汽车的轮胎");  
    }  
}  
public class Client {  
    public static void main(String[] args) {  
        Engine engine = new Engine();  
        Underpan underpan = new Underpan();  
        Wheel wheel = new Wheel();  
        ICar car = new Car(underpan, wheel, engine);  
        car.show();  
    }  
} 

从上面的例子中可以看到，调用者为了组装汽车还需要另外实例化发动机、底盘和轮胎等，而这些汽车的组件是与调用者无关的，严重违反了迪米特法则，耦合度太高。并且非常不利于扩展。另外，本例中发动机、底盘和轮胎还是比较具体的，在实际应用中，可能这些产品的组件也都是抽象的，调用者根本不知道怎样组装产品。

使用工厂模式，代码如下：

interface IFactory {  
    public ICar createCar();  
}  
class Factory implements IFactory {  
    public ICar createCar() {  
        Engine engine = new Engine();  
        Underpan underpan = new Underpan();  
        Wheel wheel = new Wheel();  
        ICar car = new Car(underpan, wheel, engine);  
        return car;  
    }  
}  
public class Client {  
    public static void main(String[] args) {  
        IFactory factory = new Factory();  
        ICar car = factory.createCar();  
        car.show();  
    }  
}  

使用工厂方法后，调用端的耦合度大大降低了。并且对于工厂来说，是可以扩展的，以后如果想组装其他的汽车，只需要再增加一个工厂类的实现就可以。无论是灵活性还是稳定性都得到了极大的提高。

八、迪米特法则

迪米特法则（Law of Demeter）又叫作最少知道原则（Least Knowledge Principle 简写LKP），就是说一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解，英文简写为: LoD.

迪米特法则可以简单说成：talk only to your immediate friends。 对于OOD来说，又被解释为下面几种方式：一个软件实体应当尽可能少的与其他实体发生相互作用。每一个软件单位对其他的单位都只有最少的知识，而且局限于那些与本单位密切相关的软件单位。

迪米特法则的初衷在于降低类之间的耦合。由于每个类尽量减少对其他类的依赖，因此，很容易使得系统的功能模块功能独立，相互之间不存在（或很少有）依赖关系。
迪米特法则不希望类之间建立直接的联系。如果真的有需要建立联系，也希望能通过它的友元类来转达。因此，应用迪米特法则有可能造成的一个后果就是：系统中存在大量的中介类，这些类之所以存在完全是为了传递类之间的相互调用关系——这在一定程度上增加了系统的复杂度。

九、依赖倒置原则

所谓依赖倒置原则（Dependence Inversion Principle）就是要依赖于抽象，不要依赖于具体。简单的说就是要求对抽象进行编程，不要对实现进行编程，这样就降低了客户与实现模块间的耦合。

十、里氏替换原则

里氏替换原则(Liskov Substitution Principle LSP)面向对象设计的基本原则之一。 里氏替换原则中说，任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。 LSP是继承复用的基石，只有当衍生类可以替换掉基类，软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。
如此，问题产生了：“我们如何去度量继承关系的质量？”
Liskov于1987年提出了一个关于继承的原则“Inheritance should ensure that any property proved about supertype objects also holds for subtype objects.”——“继承必须确保超类所拥有的性质在子类中仍然成立。”也就是说，当一个子类的实例应该能够替换任何其超类的实例时，它们之间才具有is-A关系。
该原则称为Liskov Substitution Principle——里氏替换原则。林先生在上课时风趣地称之为“老鼠的儿子会打洞”。