创造型模式——工厂模式

左手的ㄟ右手 2023-10-05 18:06 17阅读 0赞

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> 工厂模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
> 
> 在工厂模式中，我们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。

## 一、介绍 ##

**概述：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。**

**适用场景：**

1.  类不知道自己要创建哪一个对象
2.  类用它的子类来指定创建哪个对象
3.  客户需要清楚创建了哪一个对象

\*\*实现方式：\*\*返回的也是一个抽象的产品，让其子类实现工厂接口；

**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。

**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。

**使用场景范例：**

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，“POP 3”、“IMap”、“HTTP”，可以把这三个作为产品类，共同实现一个接口。

> PS：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。

## 二、范例 ##

> 我们将创建一个 *Shape* 接口和实现 *Shape* 接口的实体类。下一步是定义工厂类 *ShapeFactory*。
> 
> *FactoryPatternDemo* 类使用 *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。

![工厂模式的 UML 图][UML]

#### 步骤 1 ####

创建一个接口:

#### Shape.java ####

public interface Shape {
        
      void draw();
    }

### 步骤 2 ###

创建实现接口的实体类。

#### Rectangle.java ####

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

#### Square.java ####

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

#### Circle.java ####

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

### 步骤 3 ###

创建一个工厂，生成基于给定信息的实体类的对象。

#### ShapeFactory.java ####

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;
      }

### 步骤 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 ####

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();
      }
    }

### 步骤 5 ###

执行程序，输出结果：

> Inside Circle::draw() method.  
> Inside Rectangle::draw() method.  
> Inside Square::draw() method.

[UML]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/9d807ed3f1c6d80cbdf85757706d8311.png