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Java设计模式之《工厂模式》

news 2025/8/17 11:06:22

目录

1、介绍

1.1、定义

1.2、优缺点

1.3、使用场景

2、实现

2.1、简单工厂模式

2.2、工厂方法模式

2.3、抽象工厂模式

3、小结

前言

        在面向对象编程中，创建对象实例最常用的方式就是通过 new 操作符构造一个对象实例，但在某些情况下，new 操作符直接生成对象会存在一些问题。

举例来说，对象的创建需要一系列的步骤：

        可能需要计算或取得对象的初始位置、选择生成哪个子对象实例、或在生成之前必须先生成一些辅助对象。

         在这些情况，新对象的建立就是一个 “过程”，而不仅仅是一个操作，就像一部大机器中的一个齿轮传动。

        工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一种创建对象的最佳方式，而无需指定具体的实现类。

Java设计模式分类，如下所示：

1、介绍

1.1、定义

         工厂模式将目的将创建对象的具体过程屏蔽隔离起来，从而达到更高的灵活性。

如下所示：

工厂模式可以分为三类：

  1. 简单工厂模式（Simple Factory）
  2. 工厂方法模式（Factory Method）
  3. 抽象工厂模式（Abstract Factory）

1、在没有工厂的时代：

如果客户需要一款宝马车，那么就需要客户去创建一款宝马车，然后拿来用。

2、简单工厂模式：

        后来出现了工厂，用户不再需要去创建宝马车，由工厂进行创建，想要什么车，直接通过工厂创建就可以了。比如想要320i系列车，工厂就创建这个系列的车。

3、工厂方法模式：

        为了满足客户，宝马车系列越来越多，如320i、523i等等系列，一个工厂无法创建所有的宝马系列，于是又单独分出来多个具体的工厂，每个具体工厂创建一种系列，即具体工厂类只能创建一个具体产品。但是宝马工厂还是个抽象，你需要指定某个具体的工厂才能生产车出来。

4、抽象工厂模式：

        随着客户要求越来越高，宝马车必须配置空调，于是这个工厂开始生产宝马车和需要的空调。最终是客户只要对宝马的销售员说：我要523i空调车，销售员就直接给他523i空调车了。而不用自己去创建523i空调车宝马车。

1.2、优缺点

  • 将对象的创建与使用分离。

  • 降低系统的耦合度。

  • 便于扩展新的产类型。

1.3、使用场景

  1. 如果只是创建单个对象的不同实现（如不同的数据库连接），用工厂方法。

  2. 如果需要创建配套的一组对象（如不同操作系统的UI组件套件），用抽象工厂。

2、实现

2.1、简单工厂模式

// 产品接口
interface Product {void use();
}// 具体产品A
class ConcreteProductA implements Product {@Overridepublic void use() {System.out.println("Using Product A");}
}// 具体产品B
class ConcreteProductB implements Product {@Overridepublic void use() {System.out.println("Using Product B");}
}// 简单工厂
class SimpleFactory {public static Product createProduct(String type) {if ("A".equals(type)) {return new ConcreteProductA();} else if ("B".equals(type)) {return new ConcreteProductB();}throw new IllegalArgumentException("Unknown product type");}
}// 使用示例
public class Main {public static void main(String[] args) {Product productA = SimpleFactory.createProduct("A");productA.use();  // 输出: Using Product AProduct productB = SimpleFactory.createProduct("B");productB.use();  // 输出: Using Product B}
}

2.2、工厂方法模式

相比较于抽象工厂模式，可以对接口的实现纵向扩展。

// 产品接口
interface Engine {void start();
}// 具体产品
class ElectricEngine implements Engine {public void start() { System.out.println("电动机启动"); }
}class FuelEngine implements Engine {public void start() { System.out.println("燃油发动机启动"); }
}// 工厂接口（只生产发动机）
interface EngineFactory {Engine createEngine();
}// 具体工厂
class ElectricEngineFactory implements EngineFactory {public Engine createEngine() { return new ElectricEngine(); }
}class FuelEngineFactory implements EngineFactory {public Engine createEngine() { return new FuelEngine(); }
}// 使用示例
public class Main {public static void main(String[] args) {EngineFactory ef = new ElectricEngineFactory();Engine engine = ef.createEngine();engine.start(); // 输出: 电动机启动}
}

特点：

  • 只生产发动机这一种产品

  • 如果要新增空调组件，需要另写一套空调工厂

2.3、抽象工厂模式

相比于工厂方法模式，抽象工厂模式，可以横向扩展。

// 产品族接口
interface Engine {void start();
}interface AirConditioner {void cool();
}// 电动系列产品
class ElectricEngine implements Engine {public void start() { System.out.println("电动机启动"); }
}class ElectricAirConditioner implements AirConditioner {public void cool() { System.out.println("电子变频空调工作"); }
}// 燃油系列产品
class FuelEngine implements Engine {public void start() { System.out.println("燃油发动机启动"); }
}class FuelAirConditioner implements AirConditioner {public void cool() { System.out.println("机械压缩机空调工作"); }
}// 抽象工厂接口（能生产整套组件）
interface CarFactory {Engine createEngine();AirConditioner createAirConditioner();
}// 具体工厂
class ElectricCarFactory implements CarFactory {public Engine createEngine() { return new ElectricEngine(); }public AirConditioner createAirConditioner() { return new ElectricAirConditioner(); }
}class FuelCarFactory implements CarFactory {public Engine createEngine() { return new FuelEngine(); }public AirConditioner createAirConditioner() { return new FuelAirConditioner(); }
}// 使用示例
public class Main {public static void main(String[] args) {CarFactory cf = new ElectricCarFactory();Engine engine = cf.createEngine();AirConditioner ac = cf.createAirConditioner();engine.start();  // 输出: 电动机启动ac.cool();      // 输出: 电子变频空调工作}
}

特点：

  • 一个工厂能生产配套的发动机+空调

  • 保证电动车的发动机和空调是电子化的，燃油车的都是机械化的

3、小结

1、简单工厂模式：

一个工厂类根据传入的参数决定创建哪种产品类的实例。

2、工厂方法模式：

定义一个创建对象的接口，但让实现这个接口的类来决定实例化哪个类。

3、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。

参考文章：

1、Java设计模式之创建型：工厂模式详解（简单工厂+工厂方法+抽象工厂）_简单工厂模式,工厂方法模式,抽象工厂模式-CSDN博客https://blog.csdn.net/a745233700/article/details/120253639?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%252227ffb8b4a369e0e5024f4e17abda46f3%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=27ffb8b4a369e0e5024f4e17abda46f3&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~top_positive~default-1-120253639-null-null.142^v102^pc_search_result_base1&utm_term=%E5%B7%A5%E5%8E%82%E6%A8%A1%E5%BC%8F&spm=1018.2226.3001.4187

http://www.xdnf.cn/news/1310671.html

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