【详解设计模式】工厂模式

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2022-06-18 00:58 201阅读 0赞

# 工厂模式 #

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。

## 介绍 ##

**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。

**主要解决：**主要解决接口选择的问题。

**何时使用：**我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。

**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。

**关键代码：**创建过程在其子类执行。

**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。

**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。这并不是什么好事。

**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。

**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 ##

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*，我们的演示类使用 *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 ###

验证输出。

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

[UML]: /images/20220618/bcecf09ca1b54eac9c2f6efa7e2bd136.png