工厂方法模式 - 一个清晰的解释

定义

工厂方法模式（Factory Method Pattern）是一种设计模式，其核心思想是定义一个用于创建对象的接口。通过对工厂类的抽象化，子类可以决定具体要创建的对象类。这种方式使得对象的实例化过程被推迟（deferred to subclass），从而提高了系统的扩展性和灵活性。

代码示例

以下是一个简单的工厂方法模式示例：

AbstractProduct 抽象类

public abstract class AbstractProduct {
    // 定义一个公共方法
    public void publicMethod() {
        // 进行某种处理
    }
    // 抽象方法，子类必须实现
    public abstract void abstractMethod();
}

ConcreteProduct1 和 ConcreteProduct2 具体实现类

public class ConcreteProduct1 extends AbstractProduct {
    public void abstractMethod() {
        // 具体实现方法
    }
}
public class ConcreteProduct2 extends AbstractProduct {
    public void abstractMethod() {
        // 具体实现方法
    }
}

AbstractFactory 抽象工厂类

public abstract class AbstractFactory {
    // 创建对象的方法，具体工厂需要实现该方法
    public abstract 
     
       T createProduct(Class
      
        c);
}

ConcreteFactory 具体工厂类

public class ConcreteFactory extends AbstractFactory {
    public 
     
       T createProduct(Class
      
        c) {
        // 实例化具体的产品类
        Product product = null;
        try {
            product = (Product) Class.forName(c.getName()).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return (T) product;
    }
}

使用示例

AbstractFactory factory = new ConcreteFactory();
Product product = factory.createProduct(ConcreteProduct1.class);
// 调用已经实例化的对象的公共方法
product.publicMethod();

工厂方法模式的优点

封装性高：工厂类通过抽象接口实现了对象的创建逻辑，遵循了迪米特法则（Demeter's Law），高层模块只关心提供的接口，不需要了解具体实现。

扩展性强：只需要添加一个新的具体实现类，就能支持新的产品类型，这降低了系统扩展的门槛。

依赖倒置原则：通过对工厂类的抽象化，实现类被遮盖了，系统的高度依赖于接口而非具体实现，这有助于减少依赖关系。

符合里氏替换原则：抽象类可以被具体实现类替代，系统具有较高的灵活性和可维护性。

代码结构清晰：工厂类和产品类之间的关系明确，便于系统的维护和扩展。

工厂方法模式的变种

根据实际需求，工厂方法模式可以有多种实现方式：

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）：这种方式使用单一工厂类。通过静态方法实现对象的实例化。

多工厂类（Multiple Factory Classes）：针对特定的业务需求，可以创建多个工厂类，每个工厂专门生成特定类型的产品。

反射工厂（Singleton Factory）：通过反射机制生成单例对象，避免了多次创建带来的性能问题。

延迟初始化工厂（Lazy Initialization Factory）：使用内存缓存存储实例化后的对象，并通过双重锁机制保证线程安全，确保在第一次使用时才会加载类。

以上差异性别增强了工厂方法模式的适用性，能够满足不同场景下的需求。

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