工厂方法模式

工厂方法模式是一种创建型设计模式，它提供了一种将对象的创建委托给子类的方法，使得一个类的实例化延迟到其子类。这种模式解决了创建对象时需要决定使用哪个具体类的问题。

在工厂方法模式中，有以下几个关键角色：

1. Product（产品）：定义了工厂方法模式创建的对象的接口。
2. ConcreteProductA 和 ConcreteProductB（具体产品）：实现了 Product 接口的具体产品类。
3. Creator（创建者）：声明了工厂方法，该方法返回一个 Product 对象。
4. ConcreteCreatorA 和 ConcreteCreatorB（具体创建者）：实现了工厂方法，返回具体的 Product 对象。

UML类图

Java示例代码

// Product 接口
interface Product {
    void operation();
}

// 具体产品类 A
class ConcreteProductA implements Product {
    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("ConcreteProductA operation");
    }
}

// 具体产品类 B
class ConcreteProductB implements Product {
    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("ConcreteProductB operation");
    }
}

// 创建者抽象类
abstract class Creator {
    // 工厂方法
    abstract Product factoryMethod();
}

// 具体创建者类 A
class ConcreteCreatorA extends Creator {
    @Override
    Product factoryMethod() {
        return new ConcreteProductA();
    }
}

// 具体创建者类 B
class ConcreteCreatorB extends Creator {
    @Override
    Product factoryMethod() {
        return new ConcreteProductB();
    }
}

// 客户端代码
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建具体创建者对象 A
        Creator creatorA = new ConcreteCreatorA();
        // 调用工厂方法创建产品 A
        Product productA = creatorA.factoryMethod();
        // 调用产品 A 的操作
        productA.operation();

        // 创建具体创建者对象 B
        Creator creatorB = new ConcreteCreatorB();
        // 调用工厂方法创建产品 B
        Product productB = creatorB.factoryMethod();
        // 调用产品 B 的操作
        productB.operation();
    }
}

适用场景

工厂方法模式适用于以下场景：

1. 对象的创建需要延迟到其子类：当一个类无法预知需要创建的对象的具体类型，或者希望将对象的创建延迟到其子类时，可以使用工厂方法模式。工厂方法模式允许子类决定要创建的对象的类型。
2. 避免与特定类耦合：当希望在代码中避免直接使用特定类，并希望通过接口或抽象类来引用对象时，可以使用工厂方法模式。工厂方法模式使得客户端代码不需要知道具体的类，只需要知道它们实现了哪些接口或抽象类。
3. 需要在不同条件下创建不同类型的对象：当需要根据不同的条件或参数来创建不同类型的对象时，可以使用工厂方法模式。工厂方法模式允许子类根据具体情况来决定要创建的对象的类型。
4. 需要扩展或替换对象的创建逻辑：当希望将对象的创建逻辑从客户端代码中分离出来，以便更容易地扩展或替换对象的创建逻辑时，可以使用工厂方法模式。工厂方法模式使得客户端代码只依赖于接口或抽象类，而不依赖于具体的类。

总的来说，工厂方法模式适用于需要将对象的创建延迟到其子类，并且希望通过接口或抽象类来引用对象的场景。它提供了一种灵活的方式来创建对象，同时降低了客户端代码与具体类之间的耦合度。