3.3 FACTORY METHOD（工厂方法） — 对象创建型模式

1.意图

定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。Factory Method使一个类的实例化延迟到其子类。

2.别名

虚构造器（Virtual Constructor）

3.动机

框架使用抽象类定义和维护对象之间的关系。这些对象的创建通常也由框架负责。
考虑这样一个应用框架，它可以向用户显示多个文档。在这个框架中，两个主要的抽象是类Application和Document。这两个类是抽象的，客户必须通过它们的子类来做与具体应用相关的实现。例如，为创建一个绘图应用，我们定义类DrawingApplication和DrawingDocument。Application类负责管理Document并根据需要创建它们——例如，当用户从菜单中选择Open或New的时候。

因为被实例化的特定Document子类是与特定应用相关的，所以Application类不可能预测到哪个Document子类将被实例化——Application类仅知道一个新的文档何时被创建，而不知道哪一种Document将被创建。这就产生了一个尴尬的局面：框架必须实例化类，但是它只知道不能被实例化的抽象类。

Factory Method模式提供了一个解决方案。它封装了哪一个Document子类将被创建的信息并将这些信息从该框架中分离出来，如图：

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Application的子类重定义Application的抽象操作CreateDocument以返回适当的Document子类对象。一旦一个Application子类实例化以后，它就可以实例化与应用相关的文档，而无需知道这些文档的类。我们称CreateDocument是一个工厂方法，因为它负责“生产”一个对象。

4 适用性

在下列情况下可以使用Factory Method模式：

• 当一个类不知道它所必须创建的对象的类的时候；
• 当一个类希望由它的子类来指定它所创建的对象的时候；
• 当类将创建对象的职责委托给多个帮助子类中的某一个，并且你希望将哪一个帮助子类的代理者这一信息局部化的时候。

5.结构

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6 参与者

- Product（Document）——定义工厂方法所创建的对象的接口；
- ConcreteProduct（MyDocument）——实现Product接口
- Creator（Application）

——声明工厂方法，该方法返回一个Product类型的对象。Creator也可以定义一个工厂方法的缺省实现，它返回了一个缺省的ConcreteProduct对象；
——可以调用工厂方法以创建一个Product对象；
- ConcreteCreator（MyApplication）——重定义工厂方法以返回一个ConcreteProduct实例

7 协作

creator依赖于它的子类来定义工厂方法，所以它返回一个适当的ConcreteProduct实例。

8 效果

工厂方法不再将与应用有关的类绑定到你的代码中，代码仅处理Product接口；因此它可以与用户定义的任何ConcreteProduct类一起使用。
工厂方法的一个潜在缺点在于客户可能仅仅为了创建一个特定的 ConcreteProduct对象，就不得不创建Creator的子类。当Creator子类不必需时，客户现在必然要处理类演化的其他方面；但是当客户无论如何必须创建 Creator的子类时，创建子类也是可行的。
另外两种效果：
- 为子类提供挂钩（hook）
- 连接平行的类层次

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9.实现

当应用Factory Method模式时要考虑下面一些问题：

• 1. 主要有两种不同的情况
     • Creator类是一个抽象类并且不提供它所声明的工厂方法的实现
     • Creator是一个具体的类而且为工厂方法提供一个缺省的实现
• 2.参数化工厂方法
  该模式的另一种情况使得工厂方法可以创建多种产品。工厂方法采用一个标识要被创建的对象种类的参数。工厂方法创建的所有对象将共享Product接口。在Document的例子中，Application可能支持不同种类的Document。
• 3.特定语言的变化和问题
• 4.使用模板以避免创建子类
• 5.命名约定 使用命名约定是一个好习惯，它可以清楚地说明你正在使用工厂方法。例如，Macintosh的应用框架MacApp [App89]总是声明那些定义为工厂方法的抽象操作为 Class*
  DoMakeClass( )，此处Class是Product类。

10 代码示例

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