詳細解讀設計模式中的工廠模式
作者：了不起
Java中的工廠模式（Factory Pattern）是一種創建型設計模式，它提供了一種創建對象的最佳方式，而不需要在代碼中顯式指定所要創建的具體類。
昨天我們說了關于Java中的單例模式，以及Spring中單例模式的應用，今天了不起就和大家來聊一下關于工廠模式的相關內容。
工廠模式
Java中的工廠模式（Factory Pattern）是一種創建型設計模式，它提供了一種創建對象的最佳方式，而不需要在代碼中顯式指定所要創建的具體類。工廠模式的主要目的是將對象的創建與使用分離，從而減少類之間的耦合度，并使得軟件結構更加靈活、可擴展。
工廠模式的核心思想
- 抽象工廠類：定義一個用于創建對象的接口，但讓子類決定要實例化的類是哪一個。工廠方法讓類的實例化推遲到子類中進行。
- 具體工廠類：提供具體對象創建的實現，負責實例化產品類。
- 抽象產品類：定義一個產品的接口，是工廠方法所創建的對象的超類型，也就是工廠方法所返回的類型。
- 具體產品類：實現了抽象產品接口的具體類。
工廠模式的類型
工廠模式主要分為三種類型：簡單工廠模式（Simple Factory Pattern）、工廠方法模式（Factory Method Pattern）和抽象工廠模式（Abstract Factory Pattern）。
簡單工廠模式（Static Factory Method）
簡單工廠模式并不屬于GoF的23種設計模式之一，但它常被用作引入工廠模式概念的起點。簡單工廠模式通過一個工廠類來創建具體的產品實例，通常使用靜態方法來實現。
優點：
- 實現了對象的創建和使用的分離。
- 客戶端不需要知道具體產品的類名，只需要知道對應的參數即可。
缺點：
- 工廠類集中了所有產品的創建邏輯，違反了高內聚責任分配原則。
- 增加新產品時需要修改工廠類的判斷邏輯，違背了開閉原則。
工廠方法模式（Factory Method）
工廠方法模式定義了一個創建對象的接口，但讓子類決定要實例化的類是哪一個。工廠方法讓類的實例化推遲到子類中進行。
抽象產品類（Product）
public interface Product {
void use();
}具體產品類（ConcreteProductA, ConcreteProductB）
public class ConcreteProductA implements Product {
@Override
public void use() {
System.out.println("Using ConcreteProductA");
}
}
public class ConcreteProductB implements Product {
@Override
public void use() {
System.out.println("Using ConcreteProductB");
}
}抽象工廠類（Creator）
public abstract class Creator {
public abstract Product factoryMethod();
// 模板方法
public void someOperation() {
Product product = factoryMethod();
product.use();
}
}具體工廠類（ConcreteCreatorA, ConcreteCreatorB）
public class ConcreteCreatorA extends Creator {
@Override
public Product factoryMethod() {
return new ConcreteProductA();
}
}
public class ConcreteCreatorB extends Creator {
@Override
public Product factoryMethod() {
return new ConcreteProductB();
}
}客戶端代碼
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Creator creatorA = new ConcreteCreatorA();
creatorA.someOperation(); // 輸出: Using ConcreteProductA
Creator creatorB = new ConcreteCreatorB();
creatorB.someOperation(); // 輸出: Using ConcreteProductB
}
}優點：
- 用戶只需要知道具體工廠類的類型，就可以得到所需要的產品，無須知道具體產品類的類名。
- 符合開閉原則，新增一種產品時，只需要增加相應的具體產品類和具體工廠類即可，原有代碼無須修改。
缺點：
- 每增加一個產品，就需要增加一個具體產品類和一個具體工廠類，增加了系統的復雜度。
抽象工廠模式（Abstract Factory）
抽象工廠模式提供一個接口，用于創建相關或依賴對象的家族，而不需要明確指定具體類。
抽象產品類（AbstractProductA, AbstractProductB）
public interface AbstractProductA {
void use();
}
public interface AbstractProductB {
void anotherMethod();
}具體產品類（ConcreteProductA1, ConcreteProductA2, ConcreteProductB1, ConcreteProductB2）
public class ConcreteProductA1 implements AbstractProductA {
@Override
public void use() {
System.out.println("Using ConcreteProductA1");
}
}
public class ConcreteProductA2 implements AbstractProductA {
@Override
public void use() {
System.out.println("Using ConcreteProductA2");
}
}
// 同理實現 ConcreteProductB1 和 ConcreteProductB2抽象工廠類（AbstractFactory）
public interface AbstractFactory {
AbstractProductA createProductA();
AbstractProductB createProductB();
}具體工廠類（ConcreteFactory1, ConcreteFactory2）
public class ConcreteFactory1 implements AbstractFactory {
@Override
public AbstractProductA createProductA() {
return new ConcreteProductA1();
}
@Override
public AbstractProductB createProductB() {
return new ConcreteProductB1();
}
}
// 同理實現 ConcreteFactory2客戶端代碼
public class Client {
public static void main(String[] args) {
AbstractFactory factory1 = new ConcreteFactory1();
AbstractProductA productA1 = factory1.createProductA();
productA1.use(); // 輸出: Using ConcreteProductA1
AbstractProductB productB1 = factory1.createProductB();
// 假設有 anotherMethod 的實現
// productB1.anotherMethod();
// 可以根據需要使用 ConcreteFactory2 來創建不同的產品族
}
}優點：
- 可以在類的內部對產品族進行約束，保證客戶端始終只用到符合當前業務邏輯的產品族。
- 增加了系統的靈活性和可擴展性，新增產品族時，只需要增加相應的具體工廠類和具體產品類即可。
缺點：
- 增加了系統的抽象性和理解難度。
- 客戶端需要依賴抽象層，增加了客戶端與抽象層之間的耦合。
你對工廠模式了解了嗎？
責任編輯：武曉燕
來源：
Java極客技術
