java实现工厂模式

Java实现工厂模式

工厂模式是软件工程中常用的设计模式之一，属于创建型模式。它的核心思想是将对象的创建和使用分离，通过工厂类来封装对象的创建过程，从而提高代码的扩展性和维护性。

1. 工厂模式的分类

工厂模式可以分为三种类型：简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。

简单工厂模式：通过一个中心工厂类来创建所有需要的对象，客户端通过调用工厂类的静态方法来创建对象。这种方式虽然简单，但不利于扩展，因为它违背了开闭原则。
工厂方法模式：每个具体产品都有一个对应的具体工厂类，工厂方法由子类实现，用于创建相应的产品对象。这种方式将对象的创建推迟到子类中，实现了对象的创建和使用的解耦。
抽象工厂模式：当需要创建多个产品族时，抽象工厂模式提供了一个接口或抽象类，用于定义创建一族产品的方法。每个具体工厂类实现这个接口，负责创建一族产品。

2. 工厂模式的实现

以工厂方法模式为例，下面是实现工厂模式的基本步骤：

步骤 1：定义产品接口

首先，定义一个抽象的产品接口，它声明了所有具体产品必须实现的业务方法。

public interface Shape {
    void draw();
}

步骤 2：实现产品接口

然后，创建实现产品接口的具体类，这些类代表了不同的产品。

public class Rectangle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
    }
}

public class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
    }
}

步骤 3：定义工厂接口

接下来，定义一个抽象的工厂接口，它声明了创建产品的抽象方法。

public interface ShapeFactory {
    Shape getShape();
}

步骤 4：实现具体工厂类

实现具体的工厂类，它继承自抽象工厂接口，并实现创建具体产品的方法。

public class ShapeFactoryImpl implements ShapeFactory {
    @Override
    public Shape getShape() {
        return new Rectangle(); // 或者根据某种逻辑返回 Circle
    }
}

步骤 5：使用工厂模式

最后，客户端代码通过工厂类来获取产品对象，而不需要知道具体的产品类是如何实现的。

public class FactoryPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactoryImpl();
        Shape shape = shapeFactory.getShape();
        shape.draw();
    }
}

3. 工厂模式的优点

封装性：隐藏了对象创建的具体细节，客户端不需要知道如何创建对象。
扩展性：当需要添加新的产品时，只需添加相应的具体产品类和工厂类即可，不需要修改现有代码。
解耦：实现了对象的创建和使用的解耦，提高了代码的可维护性。

4. 工厂模式的缺点

复杂性：随着产品的增加，需要不断地增加新的具体产品类和工厂类，这可能会导致系统变得复杂。
增加系统类的数量：可能会使得系统中的类数量成倍增加，增加了系统的复杂度。

5. 工厂模式的应用场景

当一个类不知道它所创建的对象的具体类时，例如通过参数传递给工厂方法来决定创建哪个产品对象。
当需要通过扩展来增加新的产品时，而不想修改已有的工厂类时。

工厂模式是面向对象设计中一个非常实用的设计模式，它通过将对象的创建和使用分离，提高了代码的灵活性和可维护性。在实际开发中，合理运用工厂模式可以有效地解决对象创建过程中的问题。