Java工厂模式详解
什么是工厂模式？
工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一个创建对象的接口，但由子类决定要实例化的类是哪一个。这种模式的核心思想是将对象的实例化延迟到其子类。
工厂模式的优势
- 代码解耦： 将对象的创建和使用分离，降低了系统的耦合度。
- 易于扩展： 当需要添加新的产品时，只需添加相应的具体产品类和对应的具体工厂类，而不需要修改现有代码。
- 符合开闭原则： 对扩展开放，对修改关闭。
简单工厂模式
定义
简单工厂模式并不是GoF（Gang of Four）提出的23种设计模式之一，但它是工厂模式的一个简化版本。在简单工厂模式中，一个工厂类负责创建多个产品类的对象。
示例代码
// 产品接口 interface Product { void produce(); } // 具体产品A class ConcreteProductA implements Product { public void produce() { System.out.println("Product A"); } } // 具体产品B class ConcreteProductB implements Product { public void produce() { System.out.println("Product B"); } } // 简单工厂类 class SimpleFactory { public static Product createProduct(String productType) { switch (productType) { case "A": return new ConcreteProductA(); case "B": return new ConcreteProductB(); default: throw new IllegalArgumentException("Invalid product type"); } } } // 使用示例 public class Main { public static void main(String[] args) { Product productA = SimpleFactory.createProduct("A"); productA.produce(); // Output: Product A Product productB = SimpleFactory.createProduct("B"); productB.produce(); // Output: Product B } }
工厂方法模式
定义
工厂方法模式定义了一个创建对象的接口，但由子类决定要实例化的类是哪一个。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。
示例代码
// 产品接口 interface Product { void produce(); } // 具体产品A class ConcreteProductA implements Product { public void produce() { System.out.println("Product A"); } } // 具体产品B class ConcreteProductB implements Product { public void produce() { System.out.println("Product B"); } } // 工厂接口 interface Factory { Product createProduct(); } // 具体工厂A class ConcreteFactoryA implements Factory { public Product createProduct() { return new ConcreteProductA(); } } // 具体工厂B class ConcreteFactoryB implements Factory { public Product createProduct() { return new ConcreteProductB(); } } // 使用示例 public class Main { public static void main(String[] args) { Factory factoryA = new ConcreteFactoryA(); Product productA = factoryA.createProduct(); productA.produce(); // Output: Product A Factory factoryB = new ConcreteFactoryB(); Product productB = factoryB.createProduct(); productB.produce(); // Output: Product B } }
抽象工厂模式
定义
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，而无需指定它们具体的类。
示例代码
// 产品A接口 interface ProductA { void produce(); } // 产品B接口 interface ProductB { void produce(); } // 具体产品A1 class ConcreteProductA1 implements ProductA { public void produce() { System.out.println("Product A1"); } } // 具体产品A2 class ConcreteProductA2 implements ProductA { public void produce() { System.out.println("Product A2"); } } // 具体产品B1 class ConcreteProductB1 implements ProductB { public void produce() { System.out.println("Product B1"); } } // 具体产品B2 class ConcreteProductB2 implements ProductB { public void produce() { System.out.println("Product B2"); } } // 抽象工厂接口 interface AbstractFactory { ProductA createProductA(); ProductB createProductB(); } // 具体工厂1 class ConcreteFactory1 implements AbstractFactory { public ProductA createProductA() { return new ConcreteProductA1(); } public ProductB createProductB() { return new ConcreteProductB1(); } } // 具体工厂2 class ConcreteFactory2 implements AbstractFactory { public ProductA createProductA() { return new ConcreteProductA2(); } public ProductB createProductB() { return new ConcreteProductB2(); } } // 使用示例 public class Main { public static void main(String[] args) { AbstractFactory factory1 = new ConcreteFactory1(); ProductA productA1 = factory1.createProductA(); productA1.produce(); // Output: Product A1 ProductB productB1 = factory1.createProductB(); productB1.produce(); // Output: Product B1 AbstractFactory factory2 = new ConcreteFactory2(); ProductA productA2 = factory2.createProductA(); productA2.produce(); // Output: Product A2 ProductB productB2 = factory2.createProductB(); productB2.produce(); // Output: Product B2 } }
Java工厂模式的应用场景
- 当一个类不知道它所必须创建的对象的类时。
- 当一个类希望由它的子类来指定它所创建的对象时。
- 当类将创建对象的职责委托给多个帮助子类中的某一个，并且希望将哪一个帮助子类是代理者这一信息局部化时。
结尾总结
通过本文对Java工厂模式的详细解析，我们深入了解了简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式的定义、UML类图以及示例代码。工厂模式是一种重要的设计模式，能够帮助我们更好地组织代码结构，提高代码的可维护性和可扩展性。
