工厂方法模式

一、产生背景（简单工厂的缺陷）

简单工厂所有创建逻辑写在同一个工厂类，新增产品必须修改工厂代码，违背开闭原则。 工厂方法将工厂抽象化，每种产品对应独立工厂，新增产品只新增产品类+对应工厂，不修改原有代码，完全符合开闭原则。

二、四大核心角色

1. 抽象工厂 AbstractFactory（CoffeeFactory接口） 定义创建产品的标准工厂方法 createCoffee()，所有具体工厂必须实现该方法。
2. 具体工厂 ConcreteFactory 一对一绑定产品，只负责创建对应产品： AmericanCoffeeFactory 生产美式、LatteCoffeeFactory 生产拿铁。
3. 抽象产品 Product（Coffee抽象类） 定义产品统一行为规范，getName()、addMilk()、addSugar()。
4. 具体产品 ConcreteProduct 实现抽象产品，如AmericanCoffee、LatteCoffee，由对应专属工厂创建。

三、UML调用流程

1. CoffeeStore（业务调用方）依赖抽象工厂CoffeeFactory；
2. 业务传入具体工厂实现类；
3. 调用工厂createCoffee()生成对应咖啡实例；
4. 新增摩卡咖啡：仅新增MochaCoffee产品 + MochaCoffeeFactory工厂，原有代码无改动。

四、咖啡案例代码实现

1. 抽象产品 Coffee

public abstract class Coffee {
    public abstract String getName();
    public void addMilk(){}
    public void addSugar(){}
}

2. 具体产品

// 美式咖啡
public class AmericanCoffee extends Coffee{
    @Override
    public String getName() {
        return "美式咖啡";
    }
}
// 拿铁咖啡
public class LatteCoffee extends Coffee{
    @Override
    public String getName() {
        return "拿铁咖啡";
    }
}

3. 抽象工厂 CoffeeFactory

public interface CoffeeFactory {
    Coffee createCoffee();
}

4. 具体工厂

// 美式工厂
public class AmericanCoffeeFactory implements CoffeeFactory{
    @Override
    public Coffee createCoffee() {
        return new AmericanCoffee();
    }
}
// 拿铁工厂
public class LatteCoffeeFactory implements CoffeeFactory{
    @Override
    public Coffee createCoffee() {
        return new LatteCoffee();
    }
}

5. 业务门店 CoffeeStore

public class CoffeeStore {
    private CoffeeFactory factory;
    // 注入具体工厂
    public CoffeeStore(CoffeeFactory factory){
        this.factory = factory;
    }
    public Coffee orderCoffee(){
        Coffee coffee = factory.createCoffee();
        coffee.addMilk();
        coffee.addSugar();
        return coffee;
    }
}

6. 客户端调用

// 点美式
CoffeeStore store = new CoffeeStore(new AmericanCoffeeFactory());
Coffee coffee = store.orderCoffee();
// 点拿铁
CoffeeStore store2 = new CoffeeStore(new LatteCoffeeFactory());
Coffee latte = store2.orderCoffee();

五、优缺点

优点

1. 完全符合开闭原则：新增产品只新增产品、工厂类，原有代码无需修改；
2. 单一职责：每个工厂只生产一种产品，创建逻辑分散，故障隔离；
3. 调用方只依赖抽象工厂、抽象产品，与具体实现解耦。

缺点

1. 类爆炸：每新增一款产品，必须同步新增1个产品类 + 1个工厂类，项目类文件成倍增加，提升系统复杂度；
2. 代码层级变多，阅读与维护成本上升

六、简单工厂 vs 工厂方法

1. 简单工厂：单工厂类承载所有创建逻辑，新增产品要改工厂代码，违反开闭；
2. 工厂方法：工厂抽象分层，产品与工厂一一对应，新增产品不修改旧代码，满足开闭。

七、面试简答

问：工厂方法模式角色、优缺点，和简单工厂区别？ 答：

1. 四大角色：抽象工厂、具体工厂、抽象产品、具体产品；产品与具体工厂一一对应；
2. 优点：满足开闭原则，新增产品无需修改原有代码，职责单一、解耦；
3. 缺点：新增产品会同时新增产品类和工厂类，类数量急剧膨胀；
4. 对比简单工厂：简单工厂只有一个工厂类，扩展需修改工厂代码；工厂方法拆分多个独立工厂，符合开闭原则。