Java Q&A: 使用Factory Method模式

Q: 閱讀 "Polymorphism in its purest form" 一文時，我看到了一個不熟悉的術語 "Factory method"。你能解釋一下什么是Factory method并說明如何使用它嗎？

A: Factory method(工廠方法)只不過是實例化對象的一種方法的名稱。就象工廠一樣，Factory method的任務是創建--或制造--對象。

讓我們看一個例子。

每個程序要有一種報錯的方式。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 );

}

假設寫了兩個實現。一個實現（代碼清單3）將信息寫到命令行，另一個（代碼清單2）則寫到文件中。

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 );
}

}

要使用這兩個類中的任一個，需要這樣做：

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

現在，如果想改變程序中用到的 "Trace實現"，就需要修改實例化 "Trace實現" 的每個類。使用了Trace的類的數量可能很多，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Factory method。這樣，無論什么時候你想得到一個Trace的引用，只用簡單地調用TraceFactory.getTrace()：

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

使用Factory method來獲得實例可以大量節省以后的工作。上面的代碼中，TraceFactory返回的是SystemTrace實例。假設需求發生了變化，需要將信息寫到文件中。如果是使用Factory method來獲得實例，只用在一個類中修改一次就可以滿足新的需求。你就不用在使用了Trace的的每個類中進行修改了。也就是說，只用簡單地重定義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;
}
}
}

當不能確定一個類的什么具體實現要被實例化時，Factory method會很有用。你可以將那些細節留給Factory method。

在上面的例子中，你的程序不知道要創建FileTrace還是SystemTrace。因而，你可以只是用Trace來處理對象，對具體實現的實例化則留給Factory method。