Design Pattern: Factory Method 模式

2022-03-12 04:30:00

考虑一个状况，您所经营的工厂正在生产一个新的电视机产品，现在有一个问题发生了，您的电视机产品所有的组件都可以自行生产，像是操作面版、电源、摇控装置等等等，但荧幕却必须依赖另一个厂商或子厂商供应，这时您怎么办？

您不能将生产进度停下了，相反的您必须确定一些事情，您知道有关于荧幕控制的所有介面，您可以将这些对介面的操作沟通先实现，等到荧幕到了，直接将荧幕与您的半成品组合起来，一个完整的成品即可出厂。

Factory Method模式在一个抽象类中留下某个创建元件的抽象方法没有实作，其它与元件操作相关联的方法都先依赖于元件所定义的介面，而不是依赖于元件的实现，当您的成品中有一个或多个元件无法确定时，您先确定与这些元件的操作介面，然后用元件的抽象操作介面先完成其它的工作，元件的实作（实现）则推迟至实现元件介面的子类完成，一旦元件加入，即可完成您的成品。

再举一个例子，假设您要完成一个文件编辑器，您希望这个编辑器可以适用于所有类型的档案编辑，例如RTF、DOC、TXT等等，尽管这些文件有着不同的格式，您先确定的是这些文件必然具备的一些操作介面，例如储存、开启、关闭等等，您用一个IDocument类型来进行操作，这么一来这个框架就无需考虑实际的储存、开启等细节是如何进行的。

以 UML 类别图来表现以下的概念：

AbstractEditor中的createDocument()方法是个抽象方法，因为框架不知道您将实现一个什么类型的文件，这个抽象方法将推迟至继承AbstractEditor的子类中实现。

这个架构可用以下简单的示意程式来作示范，当中实现了一个RTFDocument，虽然在AbstractEditor中并不知道我们会套用这个RTFDocument，但您可以看到，透过多型操作，您的框架可以进行对文件的相关操作。

AbstractEditor.java

public abstract class AbstractEditor {
    private IDocument document;
    public abstract IDocument createDocument();

    public void newDocument() { 
        document = createDocument(); 
        document.open();
    }

    public void saveDocument() { 
        if(document != null) 
            document.save(); 
    }

    public void closeDocument() { 
        if(document != null) 
            document.close(); 
    }
}

IDocument.java

public interface IDocument {
    public void open();
    public void save();
    public void close();
}

RTFEditor.java

public class RTFEditor extends AbstractEditor { 
    public IDocument createDocument() { 
        return new RTFDocument(); 
    } 
}

RTFDocument.java

public class RTFDocument implements IDocument {
    public RTFDocument() { 
        System.out.println("建立RTF文件"); 
    }

    public void open() { 
        System.out.println("开启文件"); 
    }

    public void save() { 
        System.out.println("储存文件"); 
    }

    public void close() { 
        System.out.println("关闭文件"); 
    }
}

将Factory Method的结构绘出如下：

Factory Method中的AbstractOperator中拥有一个抽象的factoryMethod()方法，它负责生成一个IProduct类型的物件，由于目前还不知道将如何实现这个类型，所以将之推迟至子类别中实现，在AbstractOperator中先实现IProduct操作介面沟通的部份，只要介面统一了，利用多型操作即可完成各种不同的IProduct类型之物件操作。

也就是说，对AbstractOperator来说，其操作的IProduct是可以抽换的。

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