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深入理解java三种工厂模式

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深入理解Java三种工厂模式

工厂设计模式概述

工厂设计模式是一种常见的创建型设计模式，它提供了一个创建对象的接口，但是允许子类决定实例化哪个类。工厂模式可以将对象的实例化过程从客户代码中分离出来，从而实现了松耦合，提高了代码的可维护性和可扩展性。

Java中有三种工厂模式：简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式。接下来我们将逐一解析这三种模式。

简单工厂模式

定义

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）又称为静态工厂方法模式（Static Factory Method Pattern），它属于创建型模式。

简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式。

示例

  1. 首先定义一个形状接口（Shape）和其实现类圆形（Circle）、正方形（Square）和长方形(Rectangle)
// Shape
public interface Shape {
    void draw();
}

// Circle
public class Circle implements Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("画圆形");
    }
}

// Square
public class Square implements Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("画正方形");
    }
}

// Rectangle
public class Rectangle implements Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("画长方形");
    }
}
  1. 创建一个简单工厂类（ShapeFactory），它用于根据传入的参数（shapeType）创建对应的形状对象
public class ShapeFactory {
    public Shape getShape(String shapeType) {
        if (shapeType == null) {
            return null;
        }
        if (shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")) {
            return new Circle();
        } else if (shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")) {
            return new Square();
        } else if (shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")) {
            return new Rectangle();
        }
        return null;
    }
}
  1. 调用简单工厂类来创建形状对象，并调用draw方法
ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();

Shape circle = shapeFactory.getShape("CIRCLE");
circle.draw();

Shape square = shapeFactory.getShape("SQUARE");
square.draw();

Shape rectangle = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
rectangle.draw();

输出结果：

画圆形
画正方形
画长方形

工厂方法模式

定义

工厂方法模式（Factory Method Pattern）又称为工厂模式，它属于创建型模式。

工厂方法模式的核心是一个抽象工厂类，而具体的产品实现则由具体的工厂类负责生产。

示例

  1. 定义一个形状接口（Shape）和它的实现类圆形（Circle）、正方形（Square）和长方形（Rectangle）
// Shape
public interface Shape {
    void draw();
}

// Circle
public class Circle implements Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("画圆形");
    }
}

// Square
public class Square implements Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("画正方形");
    }
}

// Rectangle
public class Rectangle implements Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("画长方形");
    }
}
  1. 创建一个形状工厂接口（ShapeFactory）和其实现类圆形工厂（CircleFactory）、正方形工厂（SquareFactory）和长方形工厂（RectangleFactory）。
// ShapeFactory
public interface ShapeFactory {
    Shape createShape();
}

// CircleFactory
public class CircleFactory implements ShapeFactory {
    public Shape createShape() {
        return new Circle();
    }
}

// SquareFactory
public class SquareFactory implements ShapeFactory {
    public Shape createShape() {
        return new Square();
    }
}

// RectangleFactory
public class RectangleFactory implements ShapeFactory {
    public Shape createShape() {
        return new Rectangle();
    }
}
  1. 调用具体的工厂类来创建形状对象，并调用draw方法
ShapeFactory circleFactory = new CircleFactory();
Shape circle = circleFactory.createShape();
circle.draw();

ShapeFactory squareFactory = new SquareFactory();
Shape square = squareFactory.createShape();
square.draw();

ShapeFactory rectangleFactory = new RectangleFactory();
Shape rectangle = rectangleFactory.createShape();
rectangle.draw();

输出结果：

画圆形
画正方形
画长方形

抽象工厂模式

定义

抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）又称为工具箱模式，它是一种设计模式，它提供了一种方式，可以将一组具有同一主题的单独的工厂封装起来。

如果一个系统中的产品种类需要经常扩展，那么抽象工厂模式是最适合的设计模式。

示例

  1. 定义一个形状接口（Shape）和颜色接口（Color）以及它们的实现类圆形（Circle）、正方形（Square）、长方形（Rectangle）、红色（Red）、绿色（Green）和蓝色（Blue）
// Shape
public interface Shape {
    void draw();
}

// Circle
public class Circle implements Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("画圆形");
    }
}

// Square
public class Square implements Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("画正方形");
    }
}

// Rectangle
public class Rectangle implements Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("画长方形");
    }
}

// Color
public interface Color {
    void fill();
}

// Red
public class Red implements Color {
    public void fill() {
        System.out.println("填充红色");
    }
}

// Green
public class Green implements Color {
    public void fill() {
        System.out.println("填充绿色");
    }
}

// Blue
public class Blue implements Color {
    public void fill() {
        System.out.println("填充蓝色");
    }
}
  1. 创建一个抽象工厂类（AbstractFactory），它具有创建形状对象（createShape）和创建颜色对象（createColor）的抽象方法。
public abstract class AbstractFactory {
    abstract Shape createShape(String shapeType);
    abstract Color createColor(String colorType);
}
  1. 创建形状工厂类（ShapeFactory）和颜色工厂类（ColorFactory），它们都继承了抽象工厂类，分别实现了创建形状对象和颜色对象的方法。
public class ShapeFactory extends AbstractFactory {
    public Shape createShape(String shapeType) {
        if (shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")) {
            return new Circle();
        } else if (shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")) {
            return new Square();
        } else if (shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")) {
            return new Rectangle();
        }
        return null;
    }

    public Color createColor(String colorType) {
        return null;
    }
}

public class ColorFactory extends AbstractFactory {
    public Shape createShape(String shapeType) {
        return null;
    }

    public Color createColor(String colorType) {
        if (colorType.equalsIgnoreCase("RED")) {
            return new Red();
        } else if (colorType.equalsIgnoreCase("GREEN")) {
            return new Green();
        } else if (colorType.equalsIgnoreCase("BLUE")) {
            return new Blue();
        }
        return null;
    }
}
  1. 创建工厂创造器（FactoryProducer）来获取形状工厂或颜色工厂的实例。
public class FactoryProducer {

    public static AbstractFactory getFactory(String choice) {

        if (choice.equalsIgnoreCase("SHAPE")) {
            return new ShapeFactory();
        } else if (choice.equalsIgnoreCase("COLOR")) {
            return new ColorFactory();
        }

        return null;
    }
}
  1. 调用工厂创造器的静态方法getFactory() 来获取具体的工厂，并通过该工厂创建形状和颜色对象，并调用对应的方法。
//获取形状工厂
AbstractFactory shapeFactory = FactoryProducer.getFactory("SHAPE");

//获取形状为圆形的对象，并调用draw方法
Shape circle = shapeFactory.createShape("CIRCLE");
circle.draw();

//获取颜色工厂
AbstractFactory colorFactory = FactoryProducer.getFactory("COLOR");

//获取颜色为红色的对象，并调用fill方法
Color red = colorFactory.createColor("RED");
red.fill();

输出结果：

画圆形
填充红色

总结

以上就是Java中的三种工厂模式的详细介绍和实现示例。简单工厂模式适用于简单情况下的对象创建，工厂方法模式适用于需要更好的代码扩展性的情况，抽象工厂模式适用于需要实现多个产品接口的复杂情况。根据业务需求来选择适合的工厂模式是非常有必要的。

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