工廠方法模式的定義
工廠方法(Factory Method)模式的意義是定義一個創建產品對象的工廠接口，將實際創建工作推遲到子類當中。核心工廠類不再負責產品的創建，這樣核心類成為一個抽象工廠角色，僅負責具體工廠子類必須實現的接口，這樣進一步抽象化的好處是使得工廠方法模式可以使系統在不修改具體工廠角色的情況下引進新的產品。
它包含了如下角色：
- 抽象產品（Product）
- 具體產品（ConcreteProduct）
- 抽象工廠（Factory）
- 具體工廠（ConcreteFactory）
模式的UML類圖
實例
假設有三個筆芯，分別是紅筆芯、藍筆芯和黑筆芯。用戶希望通過圓珠筆來明確筆芯的顏色。
模式的結構的描述與使用
1．抽象產品（Product）: PenCore.java
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public abstract class PenCore{ String color; public abstract void writeWord(String s);} |
2．具體產品（ConcreteProduct）_1 : RedPenCore.java
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public class RedPenCore extends PenCore{ RedPenCore(){ color="紅色"; } public void writeWord(String s){ System.out.println("寫出"+color+"的字:"+s); }} |
具體產品（ConcreteProduct）_2 : BluePenCore.java
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public class BluePenCore extends PenCore{ BluePenCore(){ color="藍色"; } public void writeWord(String s){ System.out.println("寫出"+color+"的字:"+s); }} |
具體產品（ConcreteProduct）_3: BlackPenCore.java
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public class BlackPenCore extends PenCore{ BlackPenCore(){ color="黑色"; } public void writeWord(String s){ System.out.println("寫出"+color+"的字:"+s); }} |
3．構造者（Creator）: BallPen.java
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public abstract class BallPen{ BallPen(){ System.out.println("生產了一只裝有"+getPenCore().color+"筆芯的圓珠筆"); } public abstract PenCore getPenCore(); //工廠方法} |
4．具體構造者（ConcreteCreator）:
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RedBallPen.javapublic class RedBallPen extends BallPen{ public PenCore getPenCore(){ return new RedPenCore(); }}BlueBallPen.javapublic class BlueBallPen extends BallPen{ public PenCore getPenCore(){ return new BluePenCore(); }}BlackBallPen.javapublic class BlackBallPen extends BallPen{ public PenCore getPenCore(){ return new BlackPenCore(); }} |
5．應用 Application.java
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public class Application{ public static void main(String args[]){ PenCore penCore; BallPen ballPen=new BlueBallPen(); penCore=ballPen.getPenCore(); penCore.writeWord("你好,很高興認識你"); ballPen=new RedBallPen(); penCore=ballPen.getPenCore(); penCore.writeWord("How are you"); ballPen=new BlackBallPen(); penCore=ballPen.getPenCore(); penCore.writeWord("nice to meet you"); }} |
總結
工廠方法模式屬于類創建型模式。在工廠方法模式中，工廠父類負責定義創建產品對象的公共接口，而工廠子類則負責生成具體的產品對象，這樣做的目的是將產品類的實例化操作延遲到工廠子類中完成，即通過工廠子類來確定究竟應該實例化哪一個具體產品類。
工廠方法模式是簡單工廠模式的進一步抽象和推廣。由于使用了面向對象的多態性，工廠方法模式保持了簡單工廠模式的優點，而且克服了它的缺點。在工廠方法模式中，核心的工廠類不再負責所有產品的創建，而是將具體創建工作交給子類去做。這個核心類僅僅負責給出具體工廠必須實現的接口，而不負責產品類被實例化這種細節，這使得工廠方法模式可以允許系統在不修改工廠角色的情況下引進新產品
工廠方法模式的主要優點是增加新的產品類時無須修改現有系統，并封裝了產品對象的創建細節，系統具有良好的靈活性和可擴展性；其缺點在于增加新產品的同時需要增加新的工廠，導致系統類的個數成對增加，在一定程度上增加了系統的復雜性
