工厂模式
模式定义
工厂模式是一个设计模式族，在GOF95中分类为创建型模式：
| 子模式 | 定义 |
| 简单工厂 | 只能算是一种代码惯例。将创建某个类层次中对象的代码封装到一个单独的类的一个方法中，这个类就是简单工厂 |
| 静态工厂 | 简单工厂中，如果方法是静态的，则称为静态工厂。静态工厂失去了多态性 |
| 工厂方法 | 亦称多态性工厂，该模式定义了一个创建对象的接口，但是由子类决定要实例化的类是哪一个。工厂方法让类把实例化推迟到子类 |
| 抽象工厂 | 该模式定义了提供一个接口，用来创建相关或者依赖的产品族，而不需要明确指定具体类 |
模式结构与说明
Java中新的对象是通过new操作符生成的，一旦使用该操作符，代码必然依赖于具体类，例如下面的代码：
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Person p; if ( en ) p = new English(); else if ( cn ) p = new Chinese(); else if ( jp) p = new Japanese(); |
通过if-else结构决定使用哪个Person运行时实现，意味着每出现一个新的Person子类，就必须修改上面这段代码，这违反了开闭原则。为了隔离创建对象示例的逻辑，我们引入一个工厂对象，原先的代码则变成工厂的客户。工厂模式具有简单工厂、工厂方法、抽象工厂等几种形式。
工厂方法的类图如下（注意工厂Creator中的其它逻辑，例如operation，是工厂方法的客户）：
抽象工厂的类图如下（注意Client与模式是组合关系，而工厂方法则是继承关系）：
工厂模式的优点：
- 将创建对象的代码集中到一起，避免散在的new操作符，增强软件可维护性
- 帮助实践面向接口编程，客户可以在不知道具体产品实现的情况下编程
- 工厂方法模式很好的体现了依赖倒转原则
- 抽象工厂模式可以用来管理产品族的创建，产品族中的产品是一起被使用的。在增加新的产品族时，只需要引入新的具体工厂角色即可，符合开闭原则
工厂模式的缺点：
- 抽象工厂模式在修改产品族层次结构时，会违反开闭原则
经典应用
Java集合框架生成迭代器
Collection 接口相当于抽象的工厂角色， iterator() 方法用于创建 Iterator ，这是工厂方法的应用。 List 接口的 listIterator() 方法则是创建 listIterator() 的工厂。
COM组件的IClassFactory
IClassFactory、IUnknown、IDispatch是微软COM组件架构的三大核心接口，我们通常使用 CoCreateInstance() 函数来创建COM组件：
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HRESULT CoCreateInstance( const CLSID& clsid, IUnknown* punkonwnDuter, DWORD dwClsContext, const IID& iid, void** ppv ) { *ppv = NULL; IClassFactory* pIFactory = NULL; //创建工厂：注册表查找clsid得知DLL的位置，装入DLL库，进而通过GetProcAddress得到函数指针，调用得到工厂 HRESULT hr = CoGetClassObject( clsid, dwClsContext, NULL, IID_IClassFactory, ( void** ) &pIFactory ); if ( SUCCEEDED( hr ) ) { //创建对象实例 hr = pIFactory->CreateInstance( punkonwnDuter, iid, ppv ); pIFactory->Release(); } return hr; } |
可以看到， IClassFactory 相当于工厂方法中的抽象工厂角色， CoGetClassObject() 函数通过一系列内部处理，得到具体工厂的角色，然后调用 CreateInstance() 函数创建具体产品角色 IUnknown ，类图如下：
模式演变
- 工厂方法模式，如果去除抽象的工厂角色，那么就变得和简单工厂很类似，可以改为简单工厂来实现
- 抽象工厂模式，如果只需要创建一类产品，则与工厂方法很类似，此时如果去掉抽象的工厂角色，就相当于简单工厂
- 与模板方法模式结合：工厂方法和模板方法都是基于方法的，工厂方法可以作为模板方法模式中的一个扩展点
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