在Java中轻松使用工厂设计模式介绍

概述

工厂设计模式（Factory design pattern）是一种常用的设计模式，它将对象的创建过程抽象出来，使得代码的可维护、可扩展性提高，并且能够让我们避免使用new关键字直接创建对象。Java中有两种主要的工厂设计模式：工厂方法模式（Factory Method Pattern）和抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）。

工厂方法模式

在工厂方法模式中，一个抽象的工厂将对象的创建过程交给子类完成，通过这种方式可以解耦具体类与工厂类，使得新增一个具体的类时，不需要修改工厂类，从而避免了代码的高耦合度。下面我们通过一个示例来详细介绍如何在Java中使用工厂方法模式。

示例

我们模拟一个汽车厂，其有各种不同型号的汽车，每种型号有其自身的特点和构造方式。首先我们创建一个抽象的汽车类：

public abstract class Car {
    public abstract void drive();
}

然后我们创建两个具体的汽车类：

public class SportsCar extends Car {
    public void drive() {
        System.out.println("Driving sports car");
    }
}

public class SUV extends Car {
    public void drive() {
        System.out.println("Driving SUV");
    }
}

接下来我们创建一个汽车工厂类，用于创建新的汽车对象：

public abstract class CarFactory {
    public abstract Car createCar();
}

然后我们创建这个车辆类型的实现工厂：

public class CarFactoryImpl extends CarFactory {
    public Car createCar() {
        return new SportsCar();
    }
}

现在我们可以使用这个工厂来创建新的汽车对象：

CarFactory factory = new CarFactoryImpl();
Car car = factory.createCar();
car.drive(); // Driving sports car

由此可见，我们使用工厂方法模式将对象的创建过程抽象出来，通过定义一个抽象工厂和具体工厂类，实现了代码的复用、可扩展性和可维护性的提高。

抽象工厂模式

与工厂方法模式相比，抽象工厂模式将厂家对象的创建过程抽象出来，使得它们不仅仅创建一种类型的产品，而是可以创建多种类型的互相关联的产品。在Java中，抽象工厂模式通常使用抽象工厂类和具体工厂类来实现。

示例

假设我们现在需要创建一款移动App，其中包含iOS和安卓两种版本。iOS和安卓操作系统各提供其独特的UI组件，我们在创建App时需要根据所选的操作系统来创建对应的UI组件。为了实现该功能，我们可以使用抽象工厂模式来创建每种操作系统的UI组件。

首先我们定义抽象工厂类：

public abstract class AbstractUIFactory {
    public abstract Button createButton();
    public abstract Label createLabel();
}

然后我们创建两个具体的工厂类，每个工厂类是专为一个操作系统设计的：

public class AndroidUIFactory extends AbstractUIFactory {
    public Button createButton() {
        return new AndroidButton(); // 创建Android风格的按钮
    }

    public Label createLabel() {
        return new AndroidLabel(); // 创建Android风格的标签
    }
}

public class IOSUIFactory extends AbstractUIFactory {
    public Button createButton() {
        return new IOSButton(); // 创建iOS风格的按钮
    }

    public Label createLabel() {
        return new IOSLabel(); // 创建iOS风格的标签
    }
}

最后我们定义一些具体的组件：

public abstract class Button {
    public abstract void click();
}

public abstract class Label {
    public abstract void setText(String text);
}

public class AndroidButton extends Button {
    public void click() {
        System.out.println("Android button is clicked");
    }
}

public class AndroidLabel extends Label {
    public void setText(String text) {
        System.out.println("Set text in Android label: " + text);
    }
}

public class IOSButton extends Button {
    public void click() {
        System.out.println("iOS button is clicked");
    }
}

public class IOSLabel extends Label {
    public void setText(String text) {
        System.out.println("Set text in iOS label: " + text);
    }
}

现在我们可以使用这两个具体的工厂类来创建对应操作系统的UI组件：

AbstractUIFactory factory = new IOSUIFactory();
Button button = factory.createButton();
Label label = factory.createLabel();
button.click(); // iOS button is clicked
label.setText("iOS Label"); // Set text in iOS label: iOS Label

factory = new AndroidUIFactory();
button = factory.createButton();
label = factory.createLabel();
button.click(); // Android button is clicked
label.setText("Android Label"); // Set text in Android label: Android Label

由此可见，我们使用抽象工厂模式将厂家对象的创建过程抽象出来，使其能够创建多种类型的互相关联的产品，从而实现了代码的灵活性和可维护性的提高。