研磨设计模式之工厂方法模式-2

    2  解决方案
2.1  工厂方法模式来解决
        用来解决上述问题的一个合理的解决方案就是工厂方法模式。那么什么是工厂方法模式呢？
（1）工厂方法模式定义
        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）应用工厂方法模式来解决的思路
        仔细分析上面的问题，事实上在实现导出数据的业务功能对象里面，根本就不知道究竟要使用哪一种导出文件的格式，因此这个对象本就不应该和具体的导出文件的对象耦合在一起，它只需要面向导出的文件对象的接口就好了。
        但是这样一来，又有新的问题产生了：接口是不能直接使用的，需要使用具体的接口实现对象的实例。
        这不是自相矛盾吗？要求面向接口，不让和具体的实现耦合，但是又需要创建接口的具体实现对象的实例。怎么解决这个矛盾呢？
        工厂方法模式的解决思路很有意思，那就是不解决，采取无为而治的方式：不是需要接口对象吗，那就定义一个方法来创建；可是事实上它自己是不知道如何创建这个接口对象的，没有关系，那就定义成抽象方法就好了，自己实现不了，那就让子类来实现，这样这个对象本身就可以只是面向接口编程，而无需关心到底如何创建接口对象了。

2.2  模式结构和说明
   工厂方法模式的结构如图3所示：


  图3  工厂方法模式结构示意图

Product：
        定义工厂方法所创建的对象的接口，也就是实际需要使用的对象的接口。
ConcreteProduct：
        具体的Product接口的实现对象。
Creator：
        创建器，声明工厂方法，工厂方法通常会返回一个Product类型的实例对象，而且多是抽象方法。也可以在Creator里面提供工厂方法的默认实现，让工厂方法返回一个缺省的Product类型的实例对象。
ConcreteCreator：
        具体的创建器对象，覆盖实现Creator定义的工厂方法，返回具体的Product实例。


2.3  工厂方法模式示例代码
（1）先看看Product的定义，示例代码如下：

/**

 * 工厂方法所创建的对象的接口

 */
public interface Product {

    //可以定义Product的属性和方法

}

（2）再看看具体的Product的实现对象，示例代码如下：

/**

 * 具体的Product对象

 */

public class ConcreteProduct implements Product {

    //实现Product要求的方法

}

（3）接下来看看创建器的定义，示例代码如下：

 /**
 * 创建器，声明工厂方法
 */
public abstract class Creator {

    /**

     * 创建Product的工厂方法

     * @return Product对象

     */
    protected abstract Product factoryMethod();
    /**

     * 示意方法，实现某些功能的方法 

     */
    public void someOperation() {

       //通常在这些方法实现中，需要调用工厂方法来获取Product对象

       Product product = factoryMethod();
    }
}

（4）再看看具体的创建器实现对象，示例代码如下：

/**
 * 具体的创建器实现对象
 */
public class ConcreteCreator extends Creator {
    protected Product factoryMethod() {

       //重定义工厂方法，返回一个具体的Product对象

       return new ConcreteProduct();
    }

}

2.4  使用工厂方法模式来实现示例
      要使用工厂方法模式来实现示例，先来按照工厂方法模式的结构，对应出哪些是被创建的Product，哪些是Creator。分析要求实现的功能，导出的文件对象接口ExportFileApi就相当于是Product，而用来实现导出数据的业务功能对象就相当于Creator。把Product和Creator分开过后，就可以分别来实现它们了。
      使用工厂模式来实现示例的程序结构如图4所示：


图4  使用工厂模式来实现示例的程序结构示意图

下面一起来看看代码实现。
（1）导出的文件对象接口ExportFileApi的实现没有变化，这里就不去赘述了
（2）接下来看看接口ExportFileApi的实现，为了示例简单，只实现导出文本文件格式和数据库备份文件两种。先看看导出文本文件格式的实现，示例代码如下：

/**
 * 导出成文本文件格式的对象
 */
public class ExportTxtFile implements ExportFileApi{

    public boolean export(String data) {

       //简单示意一下，这里需要操作文件

       System.out.println("导出数据"+data+"到文本文件");
       return true;
    }
}
 

再看看导出成数据库备份文件形式的对象的实现，示例代码如下：

/**
 * 导出成数据库备份文件形式的对象
 */
public class ExportDB implements ExportFileApi{

    public boolean export(String data) {
       //简单示意一下，这里需要操作数据库和文件
       System.out.println("导出数据"+data+"到数据库备份文件");
       return true;
    }
}

（3）Creator这边的实现，首先看看ExportOperate的实现，示例代码如下：

/**
 * 实现导出数据的业务功能对象
 */

public abstract class ExportOperate {
   /**
     * 导出文件
     * @param data 需要保存的数据
     * @return 是否成功导出文件
     */

    public boolean export(String data){
       //使用工厂方法

       ExportFileApi api = factoryMethod();
       return api.export(data);
    }

    /**
     * 工厂方法，创建导出的文件对象的接口对象
     * @return 导出的文件对象的接口对象

     */
    protected abstract ExportFileApi factoryMethod();
}
 

（4）加入了两个Creator实现，先看看创建导出成文本文件格式的对象，示例代码如下：

/**
 * 具体的创建器实现对象，实现创建导出成文本文件格式的对象
 */
public class ExportTxtFileOperate extends ExportOperate{
    protected ExportFileApi factoryMethod() {
       //创建导出成文本文件格式的对象
       return new ExportTxtFile();
    }
}

再看看创建导出成数据库备份文件形式的对象，示例代码如下：

/**
 * 具体的创建器实现对象，实现创建导出成数据库备份文件形式的对象
 */
public class ExportDBOperate extends ExportOperate{
    protected ExportFileApi factoryMethod() {

       //创建导出成数据库备份文件形式的对象
       return new ExportDB();
    }
}
 

（5）客户端直接创建需要使用的Creator对象，然后调用相应的功能方法，示例代码如下：

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
       //创建需要使用的Creator对象

       ExportOperate operate = new ExportDBOperate();
       //调用输出数据的功能方法
       operate.export("测试数据");
    }

}
 

运行结果如下：

导出数据测试数据到数据库备份文件

导出数据测试数据到数据库备份文件

        你还可以修改客户端new的对象，切换成其它的实现对象，试试看会发生什么。看来应用工厂方法模式是很简单的，对吧。



未完待续......