[译文]设计模式03 – 工厂方法模式（附代码实例）

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原文网址：Factory Method Design Pattern

意图

• 定义一个用来创建对象的接口，由其子类（实现类）决定哪个类应该被初始化。工厂方法把类的初始化过程延迟到子类里
• 定义一个虚拟的构造器
• new 是危险的操作

问题

一个框架需要对其架构模型有一套标准化的操作规范，但对一个单独的应用来说，可以定义不同的作用域对象及其初始化过程。

讨论

工厂方法模式是为了创建对象，就像模板方法模式是为了实现一种算法。接口定义了标准的创建对象的方法（用纯虚拟的标识——如abstract——来修饰创建步骤），然后委托子类去完成创建的具体步骤，并将子类提供给客户端调用。

工厂方法模式使得设计具有更多的可定制化空间，而只是多了一点点复杂性。其他设计模式需要新的类，而它只需要新的操作（方法）。

大家经常使用工厂方法模式作为创建对象的标准方式，但以下情况就没有必要用了：初始化过程不会再改变的类，或者初始化过程被放在很容易被子类覆盖的方法里（如构造函数）。

工厂模式方法和抽象工厂很相似，只是少了那一组相关或类似对象。

工厂模式通常是在基础框架中定义，然后由使用者去实现。

结构

在“四人帮设计模式中”，工厂方法模式和抽象工厂模式有很多重复的地方（见下图）。鉴于此，本文阐述的是当下最流行的实现。

现在越来越流行的抽象工厂的实现方式是：定义一个 static 方法返回对象实例。与构造函数不同的是：1）实际返回的可能是某个子类的实例；2）已经存在的实例可能被重复使用，而不是创建一个新的实例；3）工厂方法模式可以有更高辨识度的名字，如 Color.makeRGBColor(float r, float g, float b) 或者Color.makeHSBColor(float h, float s, float b) 。

客户端与衍生的子类完全解耦。多态地创建实例变为可能。

举例

注模机印证了这种模式。塑料玩具的制造厂商先处理塑料制模粉，然后将其注入指定形状的模具中。玩具类（小汽车、玩偶等）是由模具决定的。

核查清单（也可以理解为应用步骤）

1. 如果有一套运用多态的继承关系，考虑在基类里定义一个静态的工厂方法，来增加动态创建多态实例的能力。
2. 给工厂方法定义入参，使其能够清楚地知道具体哪个衍生类应该被实例化。
3. 考虑设计一个“对象池”，使对象的实例可以重复使用而不是简单的创建
4. 考虑将所有的构造函数改为 private 或 protected 修饰

经验法则

• 工厂方法的优势在于它可以多次返回同一个实例，或者返回一个子类而不是某个特定的类型。
• 作为编程语言的设计或风格，有些工厂模式决绝地建议将所有类的构造函数定义为private 或 protected 。一个类大量地创建新对象还是重复地使用老对象，都行，自己决定就好，跟别人无关。
• new 操作被认为是有害的。请求一个对象和创建一个对象之间是由区别的。new 通常是创建一个对象，且没有封装对象的创建。工厂方法强制封装，并且允许请求一个对象而不需要与创建行为产生不可解的耦合。

（译者注：详细的代码实例请移步 GitHub ）