design-patterns - 工厂模式。什么时候使用工厂方法？

Question

什么时候在对象中使用工厂方法而不是工厂类是个好主意？

score 418 · Accepted Answer

我喜欢根据我的类是“人”来考虑设计模式，而模式是人们相互交谈的方式。

所以，对我来说，工厂模式就像一个招聘机构。你有一个需要可变数量的工人的人。这个人可能知道他们雇用的人需要的一些信息，但仅此而已。

因此，当他们需要新员工时，他们会打电话给招聘机构并告诉他们他们需要什么。现在，要真正雇用某人，您需要了解很多东西——福利、资格验证等。但雇用的人不需要知道任何这些——招聘机构会处理所有这些。

同样，使用工厂允许消费者创建新对象，而不必知道它们是如何创建的，或者它们的依赖关系是什么——他们只需要提供他们真正想要的信息。

public interface IThingFactory
{
    Thing GetThing(string theString);
}

public class ThingFactory : IThingFactory
{
    public Thing GetThing(string theString)
    {
        return new Thing(theString, firstDependency, secondDependency);
    }
}

所以，现在 ThingFactory 的消费者可以得到一个 Thing，而不必知道 Thing 的依赖关系，除了来自消费者的字符串数据。

score 112 · Accepted Answer

工厂方法应该被视为构造函数的替代方案——主要是在构造函数不够表达的情况下，即。

class Foo{
  public Foo(bool withBar);
}

不像：

class Foo{
  public static Foo withBar();
  public static Foo withoutBar();
}

当您需要复杂的过程来构造对象时，工厂类很有用，当构造需要实际类不需要的依赖项时，当您需要构造不同的对象等时。

score 87 · Accepted Answer

我个人认为单独的工厂类有意义的一种情况是，当您尝试创建的最终对象依赖于其他几个对象时。例如，在 PHP 中：假设您有一个House对象，该对象又具有一个Kitchen和一个LivingRoom对象，并且该对象内部也LivingRoom有一个TV对象。

实现这一点的最简单方法是让每个对象在其构造方法上创建它们的子对象，但如果属性相对嵌套，当您House创建失败时，您可能会花费一些时间来尝试准确隔离失败的内容。

另一种方法是执行以下操作（依赖注入，如果您喜欢花哨的术语）：

$TVObj = new TV($param1, $param2, $param3);
$LivingroomObj = new LivingRoom($TVObj, $param1, $param2);
$KitchenroomObj = new Kitchen($param1, $param2);
$HouseObj = new House($LivingroomObj, $KitchenroomObj);

在这里，如果创建一个House失败的过程只有一个地方可以查看，但是每次想要一个新的时都必须使用这个块House是很不方便的。进入工厂：

class HouseFactory {
    public function create() {
        $TVObj = new TV($param1, $param2, $param3);
        $LivingroomObj = new LivingRoom($TVObj, $param1, $param2);
        $KitchenroomObj = new Kitchen($param1, $param2);
        $HouseObj = new House($LivingroomObj, $KitchenroomObj);

        return $HouseObj;
    }
}

$houseFactory = new HouseFactory();
$HouseObj = $houseFactory->create();

多亏了这里的工厂，创建 a 的过程House是抽象的（因为当您只想创建 a 时，您不需要创建和设置每个依赖项House）并且同时集中，这使得它更易于维护。使用单独的工厂可能是有益的还有其他原因（例如可测试性），但我发现这个特定的用例可以最好地说明工厂类如何有用。

score 19 · Accepted Answer

明确区分使用工厂或工厂方法背后的想法很重要。两者都旨在解决相互排斥的不同类型的对象创建问题。

让我们具体谈谈“工厂方法”：

首先，当您开发库或 API 以用于进一步的应用程序开发时，工厂方法是创建模式的最佳选择之一。背后的原因；我们知道何时创建具有所需功能的对象，但对象的类型将保持未定，否则将由传递的动态参数决定。

现在的重点是，使用工厂模式本身可以实现大致相同的目标，但是如果将工厂模式用于上述突出问题，则会在系统中引入一个巨大的缺点，那就是您创建不同对象（子类对象）的逻辑将特定于某些业务条件，因此将来当您需要为其他平台扩展库的功能时（从技术上讲，您需要添加更多基本接口或抽象类的子类，因此工厂除了现有的对象外，还将返回这些对象基于一些动态参数）然后每次您需要更改（扩展）工厂类的逻辑，这将是昂贵的操作并且从设计角度来看并不好。另一方面，如果“工厂方法”

interface Deliverable 
{
    /*********/
}

abstract class DefaultProducer 
{

    public void taskToBeDone() 
    {   
        Deliverable deliverable = factoryMethodPattern();
    }
    protected abstract Deliverable factoryMethodPattern();
}

class SpecificDeliverable implements Deliverable 
{
 /***SPECIFIC TASK CAN BE WRITTEN HERE***/
}

class SpecificProducer extends DefaultProducer 
{
    protected Deliverable factoryMethodPattern() 
    {
        return new SpecificDeliverable();
    }
}

public class MasterApplicationProgram 
{
    public static void main(String arg[]) 
    {
        DefaultProducer defaultProducer = new SpecificProducer();
        defaultProducer.taskToBeDone();
    }
}

score 17 · Accepted Answer

当您需要多个具有相同参数类型但行为不同的“构造函数”时，它们也很有用。

score 15 · Accepted Answer

在以下情况下使用对象内部的工厂方法是个好主意：

对象的类不知道它必须创建哪些确切的子类
对象的类被设计成它创建的对象由子类指定
对象的类将其职责委托给辅助子类，并且不知道确切的类将承担这些职责

在以下情况下使用抽象工厂类是个好主意：

您的对象不应依赖于其内部对象的创建和设计方式
一组链接的对象应该一起使用，你需要服务于这个约束
对象应由几个可能的链接对象系列之一配置，这些链接对象将成为您的父对象的一部分
需要共享仅显示接口但不显示实现的子对象

score 15 · Accepted Answer

UML 来自

产品：它定义了工厂方法创建的对象的接口。

ConcreteProduct：实现产品接口

创建者：声明工厂方法

ConcreateCreator： 实现 Factory 方法以返回 ConcreteProduct 的实例

问题陈述：使用定义游戏界面的工厂方法创建游戏工厂。

代码片段：

import java.util.HashMap;


/* Product interface as per UML diagram */
interface Game{
    /* createGame is a complex method, which executes a sequence of game steps */
    public void createGame();
}

/* ConcreteProduct implementation as per UML diagram */
class Chess implements Game{
    public Chess(){

    }
    public void createGame(){
        System.out.println("---------------------------------------");
        System.out.println("Create Chess game");
        System.out.println("Opponents:2");
        System.out.println("Define 64 blocks");
        System.out.println("Place 16 pieces for White opponent");
        System.out.println("Place 16 pieces for Black opponent");
        System.out.println("Start Chess game");
        System.out.println("---------------------------------------");
    }
}
class Checkers implements Game{
    public Checkers(){

    }
    public void createGame(){
        System.out.println("---------------------------------------");
        System.out.println("Create Checkers game");
        System.out.println("Opponents:2 or 3 or 4 or 6");
        System.out.println("For each opponent, place 10 coins");
        System.out.println("Start Checkers game");
        System.out.println("---------------------------------------");
    }
}
class Ludo implements Game{
    public Ludo(){

    }
    public void createGame(){
        System.out.println("---------------------------------------");
        System.out.println("Create Ludo game");
        System.out.println("Opponents:2 or 3 or 4");
        System.out.println("For each opponent, place 4 coins");
        System.out.println("Create two dices with numbers from 1-6");
        System.out.println("Start Ludo game");
        System.out.println("---------------------------------------");
    }
}

/* Creator interface as per UML diagram */
interface IGameFactory {
    public Game getGame(String gameName);
}

/* ConcreteCreator implementation as per UML diagram */
class GameFactory implements IGameFactory {

     HashMap<String,Game> games = new HashMap<String,Game>();
    /*  
        Since Game Creation is complex process, we don't want to create game using new operator every time.
        Instead we create Game only once and store it in Factory. When client request a specific game, 
        Game object is returned from Factory instead of creating new Game on the fly, which is time consuming
    */

    public GameFactory(){

        games.put(Chess.class.getName(),new Chess());
        games.put(Checkers.class.getName(),new Checkers());
        games.put(Ludo.class.getName(),new Ludo());        
    }
    public Game getGame(String gameName){
        return games.get(gameName);
    }
}

public class NonStaticFactoryDemo{
    public static void main(String args[]){
        if ( args.length < 1){
            System.out.println("Usage: java FactoryDemo gameName");
            return;
        }

        GameFactory factory = new GameFactory();
        Game game = factory.getGame(args[0]);
        if ( game != null ){                    
            game.createGame();
            System.out.println("Game="+game.getClass().getName());
        }else{
            System.out.println(args[0]+  " Game does not exists in factory");
        }           
    }
}

输出：

java NonStaticFactoryDemo Chess
---------------------------------------
Create Chess game
Opponents:2
Define 64 blocks
Place 16 pieces for White opponent
Place 16 pieces for Black opponent
Start Chess game
---------------------------------------
Game=Chess

这个例子Factory通过实现一个类来展示一个FactoryMethod.

Game是所有类型游戏的界面。它定义了复杂的方法：createGame()
Chess, Ludo, Checkers是游戏的不同变体，它们提供实现createGame()
public Game getGame(String gameName)正在上课FactoryMethod_IGameFactory
GameFactory在构造函数中预先创建不同类型的游戏。它实现IGameFactory了工厂方法。
游戏名称作为命令行参数传递给NotStaticFactoryDemo
getGameinGameFactory接受游戏名称并返回相应的Game对象。

工厂：

创建对象而不向客户端公开实例化逻辑。

工厂方法

定义一个用于创建对象的接口，但让子类决定要实例化哪个类。Factory 方法允许类将实例化推迟到子类

用例：

何时使用：Client不知道在运行时需要创建哪些具体的类，但只是想获得一个可以完成这项工作的类。

score 6 · Accepted Answer

这真的是一个品味问题。工厂类可以根据需要进行抽象/接口，而工厂方法的重量更轻（并且也倾向于可测试，因为它们没有定义的类型，但它们需要一个众所周知的注册点，类似于服务定位器，但用于定位工厂方法）。

score 4 · Accepted Answer

当它们返回的对象类型具有私有构造函数时，当不同的工厂类在返回对象上设置不同的属性时，或者当特定的工厂类型与其返回的具体类型耦合时，工厂类很有用。

WCF使用 ServiceHostFactory 类在不同情况下检索 ServiceHost 对象。IIS 使用标准 ServiceHostFactory 来检索.svc文件的 ServiceHost 实例，但 WebScriptServiceHostFactory 用于将序列化返回给 JavaScript 客户端的服务。ADO.NET 数据服务有它自己特殊的 DataServiceHostFactory，而 ASP.NET 有它的 ApplicationServicesHostFactory，因为它的服务有私有构造函数。

如果您只有一个使用工厂的类，那么您可以在该类中使用工厂方法。

score 3 · Accepted Answer

考虑一个必须设计 Order 和 Customer 类的场景。为了简单和初始要求，您不需要 Order 类的工厂，并使用许多“new Order()”语句填充您的应用程序。事情进展顺利。

现在出现了一个新要求，即在没有客户关联的情况下无法实例化 Order 对象（新依赖项）。现在您有以下考虑。

1-您创建仅适用于新实现的构造函数重载。（不能接受的）。2-您更改 Order() 签名并更改每个调用。（不是一个好的做法和真正的痛苦）。

相反，如果您为 Order Class 创建了一个工厂，则只需更改一行代码即可。我建议几乎每个聚合关联都使用 Factory 类。希望有帮助。

score 1 · Accepted Answer

如果您想在使用方面创建不同的对象。它是有益的。

public class factoryMethodPattern {
      static String planName = "COMMERCIALPLAN";
      static int units = 3;
      public static void main(String args[]) {
          GetPlanFactory planFactory = new GetPlanFactory();
          Plan p = planFactory.getPlan(planName);
          System.out.print("Bill amount for " + planName + " of  " + units
                        + " units is: ");
          p.getRate();
          p.calculateBill(units);
      }
}

abstract class Plan {
      protected double rate;

      abstract void getRate();

      public void calculateBill(int units) {
            System.out.println(units * rate);
      }
}

class DomesticPlan extends Plan {
      // @override
      public void getRate() {
            rate = 3.50;
      }
}

class CommercialPlan extends Plan {
      // @override
      public void getRate() {
            rate = 7.50;
      }
}

class InstitutionalPlan extends Plan {
      // @override
      public void getRate() {
            rate = 5.50;
      }
}

class GetPlanFactory {

      // use getPlan method to get object of type Plan
      public Plan getPlan(String planType) {
            if (planType == null) {
                  return null;
            }
            if (planType.equalsIgnoreCase("DOMESTICPLAN")) {
                  return new DomesticPlan();
            } else if (planType.equalsIgnoreCase("COMMERCIALPLAN")) {
                  return new CommercialPlan();
            } else if (planType.equalsIgnoreCase("INSTITUTIONALPLAN")) {
                  return new InstitutionalPlan();
            }
            return null;
      }
}

score 1 · Accepted Answer

我认为这将取决于您想要为代码带来的松散耦合程度。

工厂方法很好地解耦了事情，但工厂类没有。

换句话说，使用工厂方法比使用简单工厂（称为工厂类）更容易更改。

查看此示例：https ://connected2know.com/programming/java-factory-pattern/ 。现在，想象一下你想带一个新的动物。在 Factory 类中，您需要更改 Factory，但在工厂方法中，不，您只需要添加一个新的子类。

score 1 · Accepted Answer

任何将对象创建推迟到它需要使用的对象的子类的类都可以看作是工厂模式的一个例子。

我在https://stackoverflow.com/a/49110001/504133的另一个答案中详细提到了

score 0 · Accepted Answer

工厂类更重量级，但给你一定的优势。在您需要从多个原始数据源构建对象的情况下，它们允许您仅将构建逻辑（可能还有数据的聚合）封装在一个地方。在那里可以抽象地测试它，而不用关心对象接口。

我发现这是一种有用的模式，特别是在我无法替换和不足的 ORM 并希望有效地从 DB 表连接或存储过程中实例化许多对象的情况下。

score 0 · Accepted Answer

我把工厂比作图书馆的概念。例如，您可以有一个用于处理数字的库和另一个用于处理形状的库。您可以将这些库的功能存储在逻辑命名的目录中，如Numbers或Shapes。这些是通用类型，在形状的情况下可以包括整数、浮点数、dobules、long 或矩形、圆形、三角形、五边形。

工厂petter使用多态、依赖注入和控制反转。

工厂模式的既定目的是：Define an interface for creating an object, but let subclasses decide which class to instantiate. Factory Method lets a class defer instantiation to subclasses.

因此，假设您正在构建一个操作系统或框架，并且您正在构建所有离散组件。

这是 PHP 中工厂模式概念的一个简单示例。我可能不是 100% 的，但它的目的是作为一个简单的例子。我不是专家。

class NumbersFactory {
    public static function makeNumber( $type, $number ) {
        $numObject = null;
        $number = null;

        switch( $type ) {
            case 'float':
                $numObject = new Float( $number );
                break;
            case 'integer':
                $numObject = new Integer( $number );
                break;
            case 'short':
                $numObject = new Short( $number );
                break;
            case 'double':
                $numObject = new Double( $number );
                break;
            case 'long':
                $numObject = new Long( $number );
                break;
            default:
                $numObject = new Integer( $number );
                break;
        }

        return $numObject;
    }
}

/* Numbers interface */
abstract class Number {
    protected $number;

    public function __construct( $number ) {
        $this->number = $number;
    }

    abstract public function add();
    abstract public function subtract();
    abstract public function multiply();
    abstract public function divide();
}
/* Float Implementation */
class Float extends Number {
    public function add() {
        // implementation goes here
    }

    public function subtract() {
        // implementation goes here
    }

    public function multiply() {
        // implementation goes here
    }

    public function divide() {
        // implementation goes here
    }
}
/* Integer Implementation */
class Integer extends Number {
    public function add() {
        // implementation goes here
    }

    public function subtract() {
        // implementation goes here
    }

    public function multiply() {
        // implementation goes here
    }

    public function divide() {
        // implementation goes here
    }
}
/* Short Implementation */
class Short extends Number {
    public function add() {
        // implementation goes here
    }

    public function subtract() {
        // implementation goes here
    }

    public function multiply() {
        // implementation goes here
    }

    public function divide() {
        // implementation goes here
    }
}
/* Double Implementation */
class Double extends Number {
    public function add() {
        // implementation goes here
    }

    public function subtract() {
        // implementation goes here
    }

    public function multiply() {
        // implementation goes here
    }

    public function divide() {
        // implementation goes here
    }
}
/* Long Implementation */
class Long extends Number {
    public function add() {
        // implementation goes here
    }

    public function subtract() {
        // implementation goes here
    }

    public function multiply() {
        // implementation goes here
    }

    public function divide() {
        // implementation goes here
    }
}

$number = NumbersFactory::makeNumber( 'float', 12.5 );

score 0 · Accepted Answer

我的简短解释是，当我们没有足够的信息来创建具体对象时，我们会使用工厂模式。我们要么不知道依赖关系，要么不知道对象的类型。而且几乎总是我们不知道它们，因为这是运行时出现的信息。

示例：我们知道我们必须创建一个车辆对象，但我们不知道它是飞行还是在地面上工作。

score 0 · Accepted Answer

GOF定义：

定义一个用于创建对象的接口，但让子类决定要实例化哪个类。工厂方法允许类将实例化推迟到子类。

通用示例：

public abstract class Factory<T> {

    public abstract T instantiate(Supplier<? extends T> supplier);

}

具体类

public class SupplierFactory<T> extends Factory<T> {

    @Override
    public T instantiate(Supplier<? extends T> supplier) {
        return supplier.get();
    }
}

实施

public class Alpha implements BaseInterface {
    @Override
    public void doAction() {
        System.out.println("The Alpha executed");
    }
}

public class Beta implements BaseInterface {
    @Override
    public void doAction() {
        System.out.println("The Beta executed");
    }
}

public interface BaseInterface {
    void doAction();
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Factory<BaseInterface> secondFactory = new SupplierFactory<>();
        secondFactory.instantiate(Beta::new).doAction();
        secondFactory.instantiate(Alpha::new).doAction();
    }
}

简要优势

您正在分离可以变化的代码和不变的代码（即，使用简单工厂模式的优势仍然存在）。此技术可帮助您轻松维护代码。
您的代码不是紧密耦合的；因此，您可以随时在系统中添加新的类，如 Lion、Beer 等，而无需修改现有架构。因此，您遵循了“封闭修改，开放扩展”的原则。

score -1 · Accepted Answer

想象一下，您有不同的客户，他们有不同的偏好。有人需要大众另一辆奥迪等等。有一件事很常见——它是一辆车。

为了让我们的客户满意，我们需要一个工厂。工厂只应该知道客户想要哪辆汽车，并将这种汽车交付给客户。如果以后我们有另一辆车，我们可以轻松地扩展我们的停车场和我们的工厂。

您可以在下面看到一个示例（ABAP）：

现在我们将创建一个工厂实例并听取客户的意愿。

我们只用一个 create() 方法创建了三辆不同的汽车。

结果：

如果您想使逻辑更清晰并且程序更具可扩展性，工厂模式通常非常有用。

design-patterns - 工厂模式。什么时候使用工厂方法？

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