设计模式之工厂方法模式【Factory Method Pattern】

工厂方法的解题思路是采用无为而治的方式，即自己不知道具体如何实现，把它延迟到子类实现。

1、定义

定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪个具体类。

2、使用场景

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。

3、UML图

这里写图片描述

Product：抽象产品。
ConcreteProduct：具体产品
Factory：创建器，抽象工厂，申明创建Product的工厂方法。
ConcreteFactory：具体工厂，实现具体的业务逻辑。

4、示例代码

public abstract class Product {

}
public class ConcreteProduct extends Product {

}

public abstract class Factory {

    public abstract Product createProduct();

    //有时在一些方法中需要调用工厂方法来获取 Product 对象
    public void someOperation() {
        Product product = createProduct();
    }
}

public class ConcreteFactory extends Factory {

    @Override
    public Product createProduct() {
        return new ConcreteProduct();
    }
}

对于createProduct（）方法，需要哪个产品就生产哪个产品，但有时也可以使用反射的方式更简洁地生产具体的产品对象。
反射实现：

public abstract class Factory {
    public abstract <T extends Product> T createProduct(Class<T> cls);
}

public class ConcreteFactory extends Factory {

    @Override
    public <T extends Product> T createProduct(Class<T> cls) {
        Product p = null;
        try {
            p = (Product) Class.forName(cls.getName()).newInstance();
        } catch(Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return (T) p;
    }
}

5、简单工厂/静态工厂

抽象出抽象工厂类 Factory 来，通常的情况是有多个不同的具体工厂实现。以上只是实现了一个具体工厂concreteFactory，但通常一般还可能定义ConcreteFactoryA，ConcreteFactoryB …等，以产生不同的产品。这种我们称为多工厂方法模式。
如果我们确定我们的工厂类只有一个的时候，可以将其简化掉，将对应的工厂方法改为静态方法，那这种情况就变成了简单工厂/静态工厂了，它是工厂方法的一个弱化版本。

public class Factory {

    public static Product createProduct() {
        return new ConcreteProduct();
    }
}

6、Java源码中的实现

java中的 List ， Set 就应用了工厂方法模式来获取 Iterator。它们都实现了 Iterable 接口，来生产具体的 Iterator。

1、定义生产 Iterator 的接口

public interface Iterable<T> {
    /**
     * Returns an iterator over elements of type {@code T}.
     *
     * @return an Iterator.
     */
    Iterator<T> iterator();

    //...
}

2、 ArrayList 生产具体的 Iterator 的实现

 public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {

    //ArrayList 生产具体的 Iterator 的实现   
    public Iterator<E> iterator() {
        return new Itr();
    }

    /**
     * An optimized version of AbstractList.Itr
     */
    private class Itr implements Iterator<E> {
        //...
    }

    //...
}

3、HashSet生产具体的 Iterator 的实现

public class HashSet<E> extends AbstractSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable {

    public Iterator<E> iterator() {
            return map.keySet().iterator();
    }
}