一、概述

工厂方法（Factory Method）也称虚拟构造函数（Virtual Constructor），其在父类中提供一个创建对象的方法，允许子类决定实例化对象的类型，即将实例化操作交给子类执行。

1.1 解决了什么问题

假设有一个类，最初是为了生产电视创建的，所以大部分代码都是为了生产电视这个功能写的，里面和电视这款产品做了强耦合。

一段时间后，有了新的需求，要利用现在的工厂类生产投影仪，其实生产投影仪和生产电视在很多大的流程上是相同的是，只是一些细节、小功能方面有差异。但是由于之前的代码中已经和电视做了强绑定，如果要重用之前的这部分代码，稍加修改还可以勉强使用。

但是如果后续还有新的生产需求，比如要生产手机，那么代码将会变得非常复杂，难以维护，需要针对不同的需求进行特殊化处理。

而工厂方法模式则为每一种产品生成一个对应的工厂。

1.2 解决方案

工厂方法模式定义了一个创建对象的抽象方法，由子类决定要实例化的类。调用工厂方法的代码（客户端）不需要关心不同子类返回对象之间的内部差异，只关心接口的作用。

1.3 特点

优点：不直接在客户端创建具体产品的实例，降低了耦合性。 缺点：每增加一种产品就要相应的增加一个工厂类，比较繁琐。

二、实现方式

2.1 角色

工厂方法包含四个角色：

1. 抽象工厂：是具体工厂角色必须继承的类或实现的接口。
2. 具体工厂：由应用程序调用用来创建具体的产品对象。
3. 抽象产品：具体产品要继承的类或实现的接口。
4. 具体产品：具体工厂所创建的对象，是一个具体的产品实例。

2.2 代码

定义抽象的产品类，后续要具体生产的产品应当继承自此类：

/**
 * 要生产的产品抽象类，具体的产品需要集成自此类
 */
abstract class Product {
    public abstract void music();

    public abstract void play();
}

/**
 * 电视类
 */
class Television extends Product {
    @Override
    public void music() {
        System.out.println("电视在放音乐");
    }

    @Override
    public void play() {
        System.out.println("电视在放电影");
    }
}

/**
 * 投影类
 */
class Projector extends Product {
    @Override
    public void music() {
        System.out.println("投影仪在放音乐");
    }

    @Override
    public void play() {
        System.out.println("投影仪在放电影");
    }
}

定义一个工厂类，提供一个创建方法，该方法的返回类型为 Product，但是具体生产产品的工厂应当继承自此类，具体生产的对象也有其子类定义。

但是需要注意，工厂的主要作用是生产产品，但是出列生产之外，也可以提供一些默认实现或核心业务的处理。

/**
 * 工厂类，其内部提供一个创建产品的方法，返回类型为 Product
 */
abstract class Factory {

    /**
     * 父类也可以提供一些默认实现
     */
    abstract Product createProduct();

    /**
     * 工厂类中除了创建产品之外，还可以做一些核心业务逻辑的处理
     */
    public void doSometh() {
        System.out.println("执行 Factory 核心业务");
    }
}

/**
 * 具体创建工厂
 */
class TelevisionFactory extends Factory {
    /**
     * 子类根据需求创建不同的产品
     * @return
     */
    @Override
    Product createProduct() {
        return new Television();
    }

    @Override
    public void doSometh() {
        super.doSometh();

        System.out.println("执行 TelevisionFactory 核心业务");
    }
}

class ProjectorFactory extends Factory {
    @Override
    Product createProduct() {
        return new Projector();
    }

    @Override
    public void doSometh() {
        super.doSometh();

        System.out.println("执行 ProjectorFactory 核心业务");
    }
}

使用示例：

public class FactoryMethodTest {
    public static void main(String[] args) {
        String productType = "PJ";

        Product product;
        Factory factory;

        if (productType.equals("TV")) {
            factory = new TelevisionFactory();
        } else if (productType.equals("PJ")) {
            factory = new ProjectorFactory();
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("参数类型错误");
        }

        factory.doSometh();
        product = factory.createProduct();
        product.music();
        product.play();
    }
}

执行 Factory 核心业务
执行 ProjectorFactory 核心业务
投影仪在放音乐
投影仪在放电影