Java Q&A: 使用Factory Method模式

Q: 閱讀 "Polymorphism in its purest form" 一文時(shí)，我看到了一個(gè)不熟悉的術(shù)語(yǔ) "Factory method"。你能解釋一下什么是Factory method并說(shuō)明如何使用它嗎？

A: Factory method(工廠方法)只不過(guò)是實(shí)例化對(duì)象的一種方法的名稱。就象工廠一樣，F(xiàn)actory method的任務(wù)是創(chuàng)建--或制造--對(duì)象。

讓我們看一個(gè)例子。

每個(gè)程序要有一種報(bào)錯(cuò)的方式。看看下面的接口：

代碼清單1
public interface Trace {

// turn on and off debugging
public void setDebug( boolean debug );

// write out a debug message
public void debug( String message );

// write out an error message
public void error( String message );

}

假設(shè)寫(xiě)了兩個(gè)實(shí)現(xiàn)。一個(gè)實(shí)現(xiàn)（代碼清單3）將信息寫(xiě)到命令行，另一個(gè)（代碼清單2）則寫(xiě)到文件中。

代碼清單2
public class FileTrace implements Trace {

private java.io.PrintWriter pw;
private boolean debug;

public FileTrace() throws java.io.IOException {
// a real FileTrace would need to obtain the filename somewhere
// for the example I'll hardcode it
pw = new java.io.PrintWriter( new java.io.FileWriter( "c:\trace.log" ) );
}

public void setDebug( boolean debug ) {
this.debug = debug;
}

public void debug( String message ) {
if( debug ) {// only print if debug is true
pw.println( "DEBUG: " + message );
pw.flush();
}
}
public void error( String message ) {
// always print out errors
pw.println( "ERROR: " + message );
pw.flush();
}

}

代碼清單3
public class SystemTrace implements Trace {

private boolean debug;

public void setDebug( boolean debug ) {
this.debug = debug;
}

public void debug( String message ) {
if( debug ) {// only print if debug is true
System.out.println( "DEBUG: " + message );
}
}
public void error( String message ) {
// always print out errors
System.out.println( "ERROR: " + message );
}

}

要使用這兩個(gè)類中的任一個(gè)，需要這樣做：

代碼清單4
//... some code ...
SystemTrace log = new SystemTrace();
//... code ...
log.debug( "entering loog" );
// ... etc ...

現(xiàn)在，如果想改變程序中用到的 "Trace實(shí)現(xiàn)"，就需要修改實(shí)例化 "Trace實(shí)現(xiàn)" 的每個(gè)類。使用了Trace的類的數(shù)量可能很多，這種修改就需要大量的工作。而且，你一定也想盡可能地避免大量修改你的類。

代碼清單5
public class TraceFactory {
public static Trace getTrace() {
return new SystemTrace();
}
}

getTrace()是一個(gè)Factory method。這樣，無(wú)論什么時(shí)候你想得到一個(gè)Trace的引用，只用簡(jiǎn)單地調(diào)用TraceFactory.getTrace()：

代碼清單6
//... some code ...
Trace log = new TraceFactory.getTrace();
//... code ...
log.debug( "entering loog" );
// ... etc ...

使用Factory method來(lái)獲得實(shí)例可以大量節(jié)省以后的工作。上面的代碼中，TraceFactory返回的是SystemTrace實(shí)例。假設(shè)需求發(fā)生了變化，需要將信息寫(xiě)到文件中。如果是使用Factory method來(lái)獲得實(shí)例，只用在一個(gè)類中修改一次就可以滿足新的需求。你就不用在使用了Trace的的每個(gè)類中進(jìn)行修改了。也就是說(shuō)，只用簡(jiǎn)單地重定義getTrace()：

代碼清單7
public class TraceFactory {
public static Trace getTrace() {
try {
return new FileTrace();
} catch ( java.io.IOException ex ) {
Trace t = new SystemTrace();
t.error( "could not instantiate FileTrace: " + ex.getMessage() );
return t;
}
}
}

當(dāng)不能確定一個(gè)類的什么具體實(shí)現(xiàn)要被實(shí)例化時(shí)，F(xiàn)actory method會(huì)很有用。你可以將那些細(xì)節(jié)留給Factory method。

在上面的例子中，你的程序不知道要?jiǎng)?chuàng)建FileTrace還是SystemTrace。因而，你可以只是用Trace來(lái)處理對(duì)象，對(duì)具體實(shí)現(xiàn)的實(shí)例化則留給Factory method。