[设计模式攻略]创建型模式之Factory模式 - JAVA

概要 Factory模式在现代编程语言中应该也是使用最广泛的模式之一。Factory模式有很多变体，根据实际情况，实现形式多样。最常见的可能还是GOF中提出的Abstract Factory模式和Factory Method模式。本文只是从最基本的Facotry模式概念本身出发，看看抛开GOF提出的两种经典Factory模式不谈，现阶段常见Factory模式的实现形式，在后续的其他文章中会再跟大家重点讨论GOF提出的Abstract Factory和Factory Method这两种模式。 Factory模式，顾名思义，就是抽象和封装了实例化动作的工厂，提供尽可能统一的接口给用户，简化对象的实例化过程。
目的用户可能忽略对象具体实例化的逻辑过程，通过调用统一的接口来进行对象实例化，同时解除调用方与具体对象间的耦合，使调用者只依赖于抽象。
实例看一种最简单的Factory模式的实现，假设有一组对象ConcreteObjectA，ConcreteObjectB，Factory负责对象的实例化，类图：

代码实现如下：

class AbstractObject {};

class ConcreteObjectA : public AbstractObject {};
class ConcreteObjectB : public AbstractObject {};
class ConcreteObjectNULL : public AbstractObject {};
    
class Factory {
public:
     AbstractObject* create_object(const string& type) {
          if (type == "A") {
               return new      ConcreteObjectA;
          } else if type == "B") {
               return new      ConcreteObjectB;
          }
          return new ConcreteObjectNULL;
     }
};

用户可以通过统一的方法create_object，指定类型来实例化相应的对象：

Factory factory;
AbstractObject* obj_A = factory.create_object("A");
AbstractObject* obj_B = factory.create_object("B");

为了让Factory类使用更简单，可以Singleton模式来包装Factory类，Singleton模式请参考我的上一篇文章：【设计模式攻略】创建型模式之Singleton模式（也谈勿滥用Singleton）
虽然这种Factory模式的实现很简单，没什么技术含量，但在很多程序中还是会被经常用到，就因为两个字，简单！也许有人会说，那如果每添加一种对象，就需要修改Factory类，在其中增加相应对象的创建，那不是违反了Open-Close原则？Open-Close原则请参考：【设计模式攻略】OO设计原则之OCP-开放-关闭原则确实没错，那我们稍微改变下Factory的实现：

为每个具体对象构造一个相应的Factory，在基类Factory中创建一个map，维护所有需要的Factory，每个子类Factory在构造函数中把自己注册到factory map中，具体对象由其对应的Factory来负责创建（重写do_create方法），代码如下：

class Factory {
public:
     AbstractObject* create_object(const string& type) {
          std::map
  
   ::iterator it;
          it = factory_map.find(type);
          if (it != factory_map.end()) {
               return factory_map[type]->do_create();
          }
          return factory_map["NULL"]->do_create();
     }
    
     void register_factory(const string& type, Factory* factory) {
          factory_map[type] = factory;
     }
private:
     virtual AbstractObject* do_create() = 0;
     static std::map
   
     factory_map; }; class FactoryA :public Factory{ public: FactoryA() { register_factory("A", this); } virtual AbstractObject* do_create() { return new ConcreteObjectA; } }; class FactoryB :public Factory{ public: FactoryB() { register_factory("B", this); } virtual AbstractObject* do_create() { return new ConcreteObjectB; } }; class FactoryNULL :public Factory{ public: FactoryNULL() { register_factory("NULL", this); } virtual AbstractObject* do_create() { return new ConcreteObjectNULL; } };

用户使用时，首先需要定义所有的Factory对象，然后通过Factory的create_object方法来创建相应对象：

FactoryA factory_A;
FactoryB factory_B;
FactoryNULL factory_NULL;
// 以上对象的定义一般作为全局对象定义在对应Factory类实现的cpp文件中

注意一般会用Singleton来包装Factory，使用更方便，这里为了简化实现过程，没有采用Singleton

Factory factory;
AbstractObject* obj_A = factory.create_object("A");
AbstractObject* obj_B = factory.create_object("B");

相较于第一种实现，当要增加具体对象ConcreteObjectC时，不再需要修改Factory类本身，只需要增加FactoryC，并在代码定义FactoryC类型的对象factory_C后就可以了，满足开闭原则的要求。
我开始曾描述第二种实现是改变了第一种Factory的实现，而没有说是改进。因为两种实现确实各有利弊，对于第二种实现虽然从OO设计的角度更理想，但是却也带来了一下问题： 1. 每个Factory必须在使用前都各自实例化 2. 实现变得更复杂 3. 没多一种对象需要增加一个新的Factory类当然，在使用 Java或其他语言实现时，可以避免一些C++实现的难点，让实现更简单。
应用 Factory模式是使用最广泛的设计模式之一，可以说稍微有点规模的程序里都充实着各种形式的Factory，当用C++来实现时，需要额外注意一些问题，比如如果需要对象销毁怎么做，对象生命周期的管理等等。