目錄
- 一、概述
- 1.1 什么是Java工廠模式
- 二、簡單工廠
- 2.1 什么是簡單工廠
- 2.2 示例代碼
- 2.3 優(yōu)點和缺點
- 三、工廠方法
- 3.1 什么是工廠方法
- 3.2 示例代碼
- 3.3 優(yōu)點和缺點
- 四、抽象工廠
- 4.1 什么是抽象工廠
- 4.2 示例代碼
- 4.3 優(yōu)點和缺點
- 4.4 使用工廠模式的例子
一、概述
1.1 什么是Java工廠模式
Java工廠模式是一種創(chuàng)建對象的設計模式，它提供了一種方法，通過該方法可以在不暴露對象創(chuàng)建邏輯的情況下，將對象的創(chuàng)建委托給子類或者其他對象。工廠模式可以隱藏對象的創(chuàng)建細節(jié)，提高了代碼的可維護性、可擴展性和可重用性。
工廠模式主要有三種類型：簡單工廠、工廠方法和抽象工廠。這三種類型的工廠模式各有優(yōu)缺點，在不同的場景下有不同的應用。
二、簡單工廠
2.1 什么是簡單工廠
簡單工廠模式是一種創(chuàng)建對象的工廠模式，它定義了一個工廠類，該工廠類根據(jù)傳遞的參數(shù)來決定創(chuàng)建哪種類型的對象。簡單工廠模式適用于創(chuàng)建的對象比較少，且客戶端只需要知道創(chuàng)建對象的參數(shù)。
2.2 示例代碼
//抽象產(chǎn)品類
interface Product {
void show();
}
//具體產(chǎn)品類A
class ConcreteProductA implements Product {
public void show() {
System.out.println("This is product A");
}
}
//具體產(chǎn)品類B
class ConcreteProductB implements Product {
public void show() {
System.out.println("This is product B");
}
}
//工廠類
class SimpleFactory {
public static Product createProduct(String type) {
Product product = null;
if (type.equals("A")) {
product = new ConcreteProductA();
} else if (type.equals("B")) {
product = new ConcreteProductB();
}
return product;
}
}
//客戶端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Product productA = SimpleFactory.createProduct("A");
productA.show();
Product productB = SimpleFactory.createProduct("B");
productB.show();
}
}
2.3 優(yōu)點和缺點
簡單工廠模式的優(yōu)點是可以隱藏產(chǎn)品的創(chuàng)建細節(jié)，客戶端不需要知道產(chǎn)品的創(chuàng)建過程，只需要傳遞相應的參數(shù)即可得到想要的產(chǎn)品。簡單工廠模式可以使客戶端和產(chǎn)品類解耦，提高代碼的可維護性和可擴展性。
簡單工廠模式的缺點是當需要新增產(chǎn)品時，需要修改工廠類的代碼，這違反了開閉原則。另外，簡單工廠模式通常只有一個工廠類，如果產(chǎn)品種類較多，工廠類的代碼會變得比較臃腫，不易于維護。
三、工廠方法
3.1 什么是工廠方法
工廠方法模式是一種創(chuàng)建對象的工廠模式，它定義了一個抽象工廠類，該抽象工廠類有一個工廠方法，該工廠方法返回一個產(chǎn)品對象。具體的產(chǎn)品對象由實現(xiàn)該抽象工廠類的子類來創(chuàng)建，這樣每個具體工廠類只負責創(chuàng)建特定的產(chǎn)品對象，從而將客戶端和具體產(chǎn)品解耦。
工廠方法模式通常包括四個角色：抽象產(chǎn)品類、具體產(chǎn)品類、抽象工廠類和具體工廠類。
3.2 示例代碼
//抽象產(chǎn)品類
interface Product {
void show();
}
//具體產(chǎn)品類A
class ConcreteProductA implements Product {
public void show() {
System.out.println("This is product A");
}
}
//具體產(chǎn)品類B
class ConcreteProductB implements Product {
public void show() {
System.out.println("This is product B");
}
}
//抽象工廠類
interface Factory {
Product createProduct();
}
//具體工廠類A
class ConcreteFactoryA implements Factory {
public Product createProduct() {
return new ConcreteProductA();
}
}
//具體工廠類B
class ConcreteFactoryB implements Factory {
public Product createProduct() {
return new ConcreteProductB();
}
}
//客戶端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Factory factoryA = new ConcreteFactoryA();
Product productA = factoryA.createProduct();
productA.show();
Factory factoryB = new ConcreteFactoryB();
Product productB = factoryB.createProduct();
productB.show();
}
}
3.3 優(yōu)點和缺點
工廠方法模式的優(yōu)點是可以將客戶端和具體產(chǎn)品解耦，每個具體工廠類只負責創(chuàng)建特定的產(chǎn)品對象，從而使系統(tǒng)更加靈活、可擴展和易于維護。工廠方法模式遵循了開閉原則，當需要新增產(chǎn)品時，只需要添加相應的具體產(chǎn)品類和具體工廠類即可，而不需要修改抽象工廠類和客戶端代碼。
工廠方法模式的缺點是如果需要創(chuàng)建的產(chǎn)品對象比較多，就需要創(chuàng)建相應的具體工廠類，這會導致系統(tǒng)中類的個數(shù)增加，增加了系統(tǒng)的復雜度。另外，由于每個具體工廠類只能創(chuàng)建特定的產(chǎn)品對象，如果需要創(chuàng)建的產(chǎn)品對象較為復雜，可能需要創(chuàng)建多個具體工廠類來創(chuàng)建這些產(chǎn)品對象，這會導致代碼的重復和冗余。
四、抽象工廠
4.1 什么是抽象工廠
抽象工廠模式是一種創(chuàng)建對象的工廠模式，它可以創(chuàng)建一組相關或相互依賴的對象，而無需指定它們的具體類。在抽象工廠模式中，有一個抽象工廠類，它定義了一些方法用于創(chuàng)建一組產(chǎn)品對象，每個方法對應一種產(chǎn)品。具體工廠類實現(xiàn)了這些方法，用于創(chuàng)建具體的產(chǎn)品對象。
抽象工廠模式通常包括四個角色：抽象產(chǎn)品類、具體產(chǎn)品類、抽象工廠類和具體工廠類。
4.2 示例代碼
//抽象產(chǎn)品類1
interface Product1 {
void show();
}
//具體產(chǎn)品類1A
class ConcreteProduct1A implements Product1 {
public void show() {
System.out.println("This is product 1A");
}
}
//具體產(chǎn)品類1B
class ConcreteProduct1B implements Product1 {
public void show() {
System.out.println("This is product 1B");
}
}
//抽象產(chǎn)品類2
interface Product2 {
void show();
}
//具體產(chǎn)品類2A
class ConcreteProduct2A implements Product2 {
public void show() {
System.out.println("This is product 2A");
}
}
//具體產(chǎn)品類2B
class ConcreteProduct2B implements Product2 {
public void show() {
System.out.println("This is product 2B");
}
}
//抽象工廠類
interface Factory {
Product1 createProduct1();
Product2 createProduct2();
}
//具體工廠類A
class ConcreteFactoryA implements Factory {
public Product1 createProduct1() {
return new ConcreteProduct1A();
}
public Product2 createProduct2() {
return new ConcreteProduct2A();
}
}
//具體工廠類B
class ConcreteFactoryB implements Factory {
public Product1 createProduct1() {
return new ConcreteProduct1B();
}
public Product2 createProduct2() {
return new ConcreteProduct2B();
}
}
//客戶端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Factory factoryA = new ConcreteFactoryA();
Product1 product1A = factoryA.createProduct1();
Product2 product2A = factoryA.createProduct2();
product1A.show();
product2A.show();
Factory factoryB = new ConcreteFactoryB();
Product1 product1B = factoryB.createProduct1();
Product2 product2B = factoryB.createProduct2();
product1B.show();
product2B.show();
}
}
4.3 優(yōu)點和缺點
抽象工廠模式的優(yōu)點是它可以創(chuàng)建一組相關或相互依賴的對象，而無需指定它們的具體類，從而使系統(tǒng)更加靈活、可擴展和易于維護。抽象工廠模式遵循了開閉原則，當需要新增產(chǎn)品時，只需要添加相應的抽象產(chǎn)品類、具體產(chǎn)品類和具體工廠類即可，不需要修改已有代碼，這樣可以減少系統(tǒng)的維護成本和風險。
抽象工廠模式還可以實現(xiàn)產(chǎn)品族的概念，即一組位于不同產(chǎn)品等級結構中、功能相關聯(lián)的產(chǎn)品組成的家族，例如不同品牌的汽車，它們都有輪胎、發(fā)動機、座椅等共同特點，但具體實現(xiàn)各不相同。使用抽象工廠模式可以將不同品牌的汽車組成一個產(chǎn)品族，實現(xiàn)同一功能的產(chǎn)品可以進行互換。
抽象工廠模式的缺點是抽象工廠類需要定義一組方法用于創(chuàng)建產(chǎn)品對象，增加新產(chǎn)品對象時，需要修改抽象工廠類及其所有的具體工廠類，這將導致系統(tǒng)的維護復雜度增加。抽象工廠模式將一組相關的產(chǎn)品對象集合在一起創(chuàng)建，當產(chǎn)品族中的產(chǎn)品等級結構發(fā)生變化時，將會影響到整個系統(tǒng)，需要重構整個工廠。
4.4 使用工廠模式的例子
一個常見的使用抽象工廠模式的例子是操作系統(tǒng)的界面風格，例如Windows系統(tǒng)有Aero和Classic兩種界面風格，而Mac OS有Aqua和Metal兩種界面風格。每種界面風格都有自己的按鈕、文本框、滾動條等組件，因此可以將每種界面風格看作一個產(chǎn)品族，而每個組件則看作產(chǎn)品等級結構中的一個產(chǎn)品。使用抽象工廠模式可以將不同界面風格的組件組成一個產(chǎn)品族，實現(xiàn)同一功能的組件可以進行互換。例如，用戶可以選擇使用Aero風格的按鈕和Metal風格的文本框，而系統(tǒng)仍然能夠正常工作。
另一個使用抽象工廠模式的例子是游戲中的角色創(chuàng)建，例如一個RPG游戲中有魔法師、戰(zhàn)士和弓箭手三種角色，而每種角色又可以選擇不同的裝備，例如不同的武器、防具和飾品。可以將每種角色看作一個產(chǎn)品族，而每個裝備則看作產(chǎn)品等級結構中的一個產(chǎn)品。使用抽象工廠模式可以將不同角色的裝備組成一個產(chǎn)品族，實現(xiàn)同一功能的裝備可以進行互換。例如，魔法師可以選擇使用火屬性的魔杖和光屬性的魔法書，而戰(zhàn)士可以選擇使用鐵劍和鋼盾，而系統(tǒng)仍然能夠正常工作。
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