深入探究Factory Method设计模式

一、Factory Method设计模式介绍

Factory Method设计模式是一种创建型设计模式，它的主要目的是为了将对象的创建过程从主要业务逻辑中抽离出来，从而提高代码的可维护性和可扩展性。在使用Factory Method模式时，我们将对象的创建交给了Factory Method，而业务逻辑的代码只需要调用Factory Method提供的接口即可获得对象。

Factory Method模式的核心是一个接口（或抽象类），用于规范所有具体工厂类所需要实现的方法。具体工厂类实现该接口，生产出具体的产品对象。

二、Factory Method设计模式的实现

1、简单工厂模式

在简单工厂模式中，我们需要一个根据传入参数动态创建对象的工厂类。对于每一个需要创建的对象，我们都需要手动添加对应的创建方法。当需要创建新的对象时，我们不得不修改工厂类的内部逻辑。这种方式不仅不符合开闭原则，而且增加了工厂类的负担。

interface Fruit {
    void produce();
}

class Apple implements Fruit {
    public void produce() {
        System.out.println("产生了一个苹果！");
    }
}

class Strawberry implements Fruit {
    public void produce() {
        System.out.println("产生了一个草莓！");
    }
}

class FruitFactory {
    public Fruit createFruit(String type) {
        if("apple".equals(type)) {
            return new Apple();
        } else if("strawberry".equals(type)) {
            return new Strawberry();
        } else {
            return null;
        }
    }
}

public class SimpleFactoryTest {
    public static void main(String[] args) {
        FruitFactory factory = new FruitFactory();
        Fruit apple = factory.createFruit("apple");
        Fruit strawberry = factory.createFruit("strawberry");
        apple.produce();
        strawberry.produce();
    }
}

2、工厂方法模式

工厂方法模式是对简单工厂模式的改进，在工厂方法模式中，我们将创建一个对象的方法抽象出来，在工厂抽象类中定义该方法的接口，具体工厂类实现这个方法来创建具体的产品对象。使用工厂方法模式时，我们可以通过扩展工厂抽象类和具体工厂类来创建新的对象，而无需修改已有的代码。

interface Fruit {
    void produce();
}

class Apple implements Fruit {
    public void produce() {
        System.out.println("产生了一个苹果！");
    }
}

class Strawberry implements Fruit {
    public void produce() {
        System.out.println("产生了一个草莓！");
    }
}

interface FruitFactory {
    Fruit createFruit();
}

class AppleFactory implements FruitFactory {
    public Fruit createFruit() {
        return new Apple();
    }
}

class StrawberryFactory implements FruitFactory {
    public Fruit createFruit() {
        return new Strawberry();
    }
}

public class FactoryMethodTest {
    public static void main(String[] args) {
        FruitFactory appleFactory = new AppleFactory();
        Fruit apple = appleFactory.createFruit();
        apple.produce();

        FruitFactory strawberryFactory = new StrawberryFactory();
        Fruit strawberry = strawberryFactory.createFruit();
        strawberry.produce();
    }
}

3、抽象工厂模式

抽象工厂模式是进一步的改进，它解决了工厂方法模式内部只能有一种产品类型的问题。在抽象工厂模式中，我们将多个工厂类抽象出来，每个工厂类负责创建一系列相关联的产品。这样，我们就可以生产不同的产品族并且可以保证一组产品一起生产，从而保证产品的兼容性。

interface Fruit {
    void produce();
}

interface Cake {
    void make();
}

class Apple implements Fruit {
    public void produce() {
        System.out.println("产生了一个苹果！");
    }
}

class Strawberry implements Fruit {
    public void produce() {
        System.out.println("产生了一个草莓！");
    }
}

class Mousse implements Cake {
    public void make() {
        System.out.println("制作了一份慕斯蛋糕！");
    }
}

class Cheesecake implements Cake {
    public void make() {
        System.out.println("制作了一份芝士蛋糕！");
    }
}

interface FruitFactory {
    Fruit createFruit();
}

interface CakeFactory {
    Cake createCake();
}

class AppleFactory implements FruitFactory {
    public Fruit createFruit() {
        return new Apple();
    }
}

class StrawberryFactory implements FruitFactory {
    public Fruit createFruit() {
        return new Strawberry();
    }
}

class MousseFactory implements CakeFactory {
    public Cake createCake() {
        return new Mousse();
    }
}

class CheesecakeFactory implements CakeFactory {
    public Cake createCake() {
        return new Cheesecake();
    }
}

interface AbstractFactory {
    FruitFactory createFruitFactory();
    CakeFactory createCakeFactory();
}

class SpringFactory implements AbstractFactory {
    public FruitFactory createFruitFactory() {
        return new AppleFactory();
    }
    public CakeFactory createCakeFactory() {
        return new MousseFactory();
    }
}

class SummerFactory implements AbstractFactory {
    public FruitFactory createFruitFactory() {
        return new StrawberryFactory();
    }
    public CakeFactory createCakeFactory() {
        return new CheesecakeFactory();
    }
}

public class AbstractFactoryTest {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractFactory factory;
        Fruit fruit;
        Cake cake;

        factory = new SpringFactory();
        fruit = factory.createFruitFactory().createFruit();
        cake = factory.createCakeFactory().createCake();
        fruit.produce();
        cake.make();

        factory = new SummerFactory();
        fruit = factory.createFruitFactory().createFruit();
        cake = factory.createCakeFactory().createCake();
        fruit.produce();
        cake.make();
    }
}

三、结语

Factory Method模式是一种非常重要的设计模式，它可以帮助我们将对象的创建过程抽离出来，并实现业务逻辑和对象创建的松耦合。Factory Method模式有多种实现方式，每一种实现方式都有自己的特点和局限性，我们可以根据需要选择合适的实现方式。