1. 设计模式原理说明

工厂方法模式是一种创建型设计模式，它定义了一个用于创建对象的接口，但由子类决定实例化哪一个类。工厂方法让类的实例化推迟到子类。这种模式的核心思想是将对象的创建过程封装起来，使得代码更加灵活和易于扩展。

优点：

• 符合开闭原则（对扩展开放，对修改关闭），新增产品无需修改现有代码。
• 客户端只需知道如何使用产品接口而不需要关心具体的实现细节。
• 系统结构清晰，便于维护和扩展。

缺点：

• 增加了系统的抽象性和理解难度，增加了系统的复杂度。
• 每增加一个新的产品就需要增加一个相应的具体创造者类，导致类的数量急剧增加。

2. UML 类图及解释

以下是工厂方法模式的UML类图：

[<title = "工厂方法模式UML类图">]
@startuml
abstract class Creator {
  +factoryMethod(): Product
  +anOperation()
}

class ConcreteCreator1 {
  +factoryMethod(): Product
}

class ConcreteCreator2 {
  +factoryMethod(): Product
}

interface Product {
  +operation(): String
}

class ConcreteProduct1 {
  +operation(): String
}

class ConcreteProduct2 {
  +operation(): String
}

Creator <|-- ConcreteCreator1
Creator <|-- ConcreteCreator2
Product <|.. ConcreteProduct1
Product <|.. ConcreteProduct2
ConcreteCreator1 --> ConcreteProduct1 : creates >
ConcreteCreator2 --> ConcreteProduct2 : creates >
@enduml

类图解释：

• Product 接口: 定义了一组操作，所有具体产品都需要实现这些操作。
• ConcreteProduct1, ConcreteProduct2 类: 具体实现了 Product 接口的操作。
• Creator 抽象类: 定义了一个抽象的工厂方法 factoryMethod()，该方法返回一个 Product 对象，并包含一些通用业务逻辑 anOperation()。