工厂模式 ( Factory Pattern )

工厂模式(Factory Pattern)提供了一种创建对象的最佳方式

工厂模式在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑,并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象

工厂模式属于创建型模式

摘要

  1. 意图:

    定义一个创建对象的接口,让其子类自己决定实例化哪一个工厂类,工厂模式使其创建过程延迟到子类进行

  2. 主要解决:

    主要解决接口选择的问题

  3. 何时使用:

    我们明确地计划不同条件下创建不同实例时

  4. 如何解决:

    让其子类实现工厂接口,返回的也是一个抽象的产品

  5. 关键代码:

    创建过程在其子类执行

  6. 应用实例:

    1. 您需要一辆汽车,可以直接从工厂里面提货,而不用去管这辆汽车是怎么做出来的,以及这个汽车里面的具体实现

    2. Hibernate 换数据库只需换方言和驱动就可以

  7. 优点:

    1. 一个调用者想创建一个对象,只要知道其名称就可以了
    2. 扩展性高,如果想增加一个产品,只要扩展一个工厂类就可以
    3. 屏蔽产品的具体实现,调用者只关心产品的接口
  8. 缺点:

    每次增加一个产品时,都需要增加一个具体类和对象实现工厂,使得系统中类的个数成倍增加,在一定程度上增加了系统的复杂度,同时也增加了系统具体类的依赖

    这并不是什么好事

  9. 使用场景:

    1. 日志记录器:记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等,用户可以选择记录日志到什么地方

    2. 数据库访问,当用户不知道最后系统采用哪一类数据库,以及数据库可能有变化时

    3. 设计一个连接服务器的框架,需要三个协议,"POP3"、"IMAP"、"HTTP",可以把这三个作为产品类,共同实现一个接口

  10. 注意事项:

    作为一种创建类模式,在任何需要生成复杂对象的地方,都可以使用工厂方法模式

    有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式,而简单对象,特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象,无需使用工厂模式。如果使用工厂模式,就需要引入一个工厂类,会增加系统的复杂度

实现

工厂模式

  1. 创建一个 Shape 接口和实现 Shape 接口的实体类

  2. 下一步是定义工厂类 ShapeFactory

  3. FactoryPatternDemo 使用 ShapeFactory 来获取 Shape 对象

    它将向 ShapeFactory 传递信息( CIRCLE / RECTANGLE / SQUARE ),以便获取它所需对象的类型

范例

1. 创建一个接口

Shape.java

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package cn.twle.gof;


public interface Shape {
   void draw();
}

2. 创建实现接口的实体类

Rectangle.java

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package cn.twle.gof;


public class Rectangle implements Shape {

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

Square.java

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package cn.twle.gof;


public class Square implements Shape {

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Square::draw() method.");
   }
}

Circle.java

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package cn.twle.gof;


public class Circle implements Shape {

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

3. 创建一个工厂,生成基于给定信息的实体类的对象

ShapeFactory.java

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package cn.twle.gof;


public class ShapeFactory {

   //使用 getShape 方法获取形状类型的对象
   public Shape getShape(String shapeType){
      if(shapeType == null){
         return null;
      }     
      if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
         return new Circle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
         return new Rectangle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
         return new Square();
      }
      return null;
   }
}

4. 使用该工厂,通过传递类型信息来获取实体类的对象

FactoryPatternDemo.java

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package cn.twle.gof;


public class FactoryPatternDemo {

   public static void main(String[] args) {
      ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();

      //获取 Circle 的对象,并调用它的 draw 方法
      Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");

      //调用 Circle 的 draw 方法
      shape1.draw();

      //获取 Rectangle 的对象,并调用它的 draw 方法
      Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");

      //调用 Rectangle 的 draw 方法
      shape2.draw();

      //获取 Square 的对象,并调用它的 draw 方法
      Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");

      //调用 Square 的 draw 方法
      shape3.draw();
   }
}

编译运行以上 Java 范例,输出结果如下

$ javac -d . src/main/cn/twle/gof/FactoryPatternDemo.java
$ java  cn.twle.gof.FactoryPatternDemo
Inside Circle::draw() method.
Inside Rectangle::draw() method.
Inside Square::draw() method.
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