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简述
工厂模式(Factory Pattern)是 Java 中最常用的设计模式之一,它通过定义一个创建对象的接口来让子类决定实例化哪个类,使得创建对象的过程更加灵活和可扩展。本文将详细介绍工厂模式的概念、类型以及实际应用示例。
设计模式样例:https://gitee.com/lhdxhl/design-pattern-example.git
什么是工厂模式
工厂模式是一种创建型设计模式,主要用来封装对象的创建过程。它将实例化对象的代码从使用者中分离出来,遵循 "开放-关闭原则" 和 "单一职责原则"。
常见的工厂模式分为三种类型:
[微风] 简单工厂模式(Simple Factory)
[微风] 工厂方法模式(Factory Method)
?[微风] 抽象工厂模式(Abstract Factory)
实际案例
?[微风] 封装性好:创建逻辑集中在工厂类中,简化了客户端代码。
?[微风] 可扩展性强:新增产品类时,只需扩展工厂类即可。
?[微风] 减少耦合:客户端代码与具体产品类解耦。
简单工厂模式
简单工厂模式是最基本的工厂模式,通过一个工厂类,根据传入的参数来决定创建哪种具体对象。假设我们需要一个形状工厂,用于创建不同的形状对象。
// 形状接口
public interface Shape {
void draw();
}
// 圆形实现类
public class Circle implements Shape {
public void draw() {
System.out.println("Drawing a Circle");
}
}
// 矩形实现类
public class Rectangle implements Shape {
public void draw() {
System.out.println("Drawing a Rectangle");
}
}
// 工厂类
public class ShapeFactory {
public static Shape getShape(String shapeType) {
if (shapeType == null) {
return null;
}
switch (shapeType) {
case "CIRCLE":
return new Circle();
case "RECTANGLE":
return new Rectangle();
default:
throw new IllegalArgumentException("Unknown shape type: " + shapeType);
}
}
}
// 测试类
public class FactoryPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
Shape circle = ShapeFactory.getShape("CIRCLE");
circle.draw();
Shape rectangle = ShapeFactory.getShape("RECTANGLE");
rectangle.draw();
}
}
输出:
Drawing a Circle
Drawing a Rectangle
工厂方法模式
工厂方法模式通过定义一个抽象工厂接口,将对象的创建过程延迟到子类实现。相比简单工厂模式,工厂方法模式符合开闭原则。
// 形状接口
public interface Shape {
void draw();
}
// 圆形实现类
public class Circle implements Shape {
public void draw() {
System.out.println("Drawing a Circle");
}
}
// 矩形实现类
public class Rectangle implements Shape {
public void draw() {
System.out.println("Drawing a Rectangle");
}
}
// 工厂接口
public interface ShapeFactory {
Shape createShape();
}
// 圆形工厂
public class CircleFactory implements ShapeFactory {
public Shape createShape() {
return new Circle();
}
}
// 矩形工厂
public class RectangleFactory implements ShapeFactory {
public Shape createShape() {
return new Rectangle();
}
}
// 测试类
public class FactoryMethodDemo {
public static void main(String[] args) {
ShapeFactory circleFactory = new CircleFactory();
Shape circle = circleFactory.createShape();
circle.draw();
ShapeFactory rectangleFactory = new RectangleFactory();
Shape rectangle = rectangleFactory.createShape();
rectangle.draw();
}
}
输出:
Drawing a Circle
Drawing a Rectangle
抽象工厂模式
抽象工厂模式提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们的具体类。它是一种工厂的工厂。
// 形状接口
public interface Shape {
void draw();
}
// 颜色接口
public interface Color {
void fill();
}
// 圆形实现类
public class Circle implements Shape {
public void draw() {
System.out.println("Drawing a Circle");
}
}
// 红色实现类
public class Red implements Color {
public void fill() {
System.out.println("Filling with Red color");
}
}
// 抽象工厂
public interface AbstractFactory {
Shape getShape();
Color getColor();
}
// 形状工厂
public class ShapeFactory implements AbstractFactory {
public Shape getShape() {
return new Circle();
}
public Color getColor() {
return null; // 不支持颜色
}
}
// 颜色工厂
public class ColorFactory implements AbstractFactory {
public Shape getShape() {
return null; // 不支持形状
}
public Color getColor() {
return new Red();
}
}
// 测试类
public class AbstractFactoryDemo {
public static void main(String[] args) {
AbstractFactory shapeFactory = new ShapeFactory();
Shape circle = shapeFactory.getShape();
circle.draw();
AbstractFactory colorFactory = new ColorFactory();
Color red = colorFactory.getColor();
red.fill();
}
}
输出:
Drawing a Circle
Filling with Red color
应用场景
?[微风] 日志框架:如 SLF4J 中的 Logger 工厂。
?[微风] 数据库连接:如 JDBC 中的 `DriverManager.getConnection()`。
?[微风] XML 解析:如 DOM 和 SAX 的解析器工厂。
?[微风] Spring 框架:如 BeanFactory 和 ApplicationContext。
总结
工厂模式是 Java 开发中不可或缺的设计模式,能够显著提高代码的可扩展性和可维护性。在实际开发中,根据需求选择合适的工厂模式能够有效解决对象创建的复杂性问题。
希望本文对您理解工厂模式有所帮助!如果有任何问题,欢迎讨论交流!
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