Java工厂模式用法之如何动态选择对象详解

工厂模式简介

在软件开发中经常需要创建对象，由于创建对象过程比较复杂，因此我们通常利用工厂模式来创建对象。工厂模式是指定义一个用于创建对象的接口(工厂接口)，由实现这个接口的类(具体工厂)来创建具体的对象(产品)。在工厂模式中，客户端不直接 new 一个类的实例，而是通过工厂接口来创建实例，从而将实例的创建和使用代码解耦。

工厂模式的用法

工厂模式可以根据需要创建不同类型的对象，先定义一个工厂接口，根据不同的输入来返回不同的实例对象。

工厂接口

定义一个工厂接口：

public interface ProductFactory {
    public Product create(String type);
}

这个工厂接口有一个 create 方法，输入一个 type，返回一个产品实例对象。这个工厂接口是用来抽象化具体工厂的，具体工厂通过继承这个工厂接口实现具体工厂类。

具体工厂

假设现在有两种产品，分别为 ProductA 和 ProductB。那么我们就可以分别创建 ProductAFactory 和 ProductBFactory 两个具体工厂来分别生产 ProductA 和 ProductB 两种产品。

// ProductAFactory.java
public class ProductAFactory implements ProductFactory {
    public Product create(String type) {
        if(type.equals("A")) {
            return new ProductA();
        }
        return null;
    }
}

// ProductBFactory.java
public class ProductBFactory implements ProductFactory {
    public Product create(String type) {
        if(type.equals("B")) {
            return new ProductB();
        }
        return null;
    }
}

这两个具体工厂实现了工厂接口，实现了 ProductFactory 中的 create 方法，当输入为 "A" 时，ProductAFactory 创建 ProductA 实例对象；当输入为 "B" 时，ProductBFactory 创建 ProductB 实例对象。

产品实现

具体的产品是由具体工厂来创建的，这里我们分别实现 ProductA 和 ProductB：

// ProductA.java
public class ProductA implements Product {
    public void method() {
        System.out.println("This is ProductA");
    }
}

// ProductB.java    
public class ProductB implements Product {
    public void method() {
        System.out.println("This is ProductB");
    }
}

这两个产品实现了一个共同的接口 Product，这个接口定义了方法 method，具体产品实现这个方法。

调用示例

通过工厂模式，我们可以根据输入的 type 动态选择具体的 产品实现。这里有一个示例，根据输入的 type 来创建 ProductA 或 ProductB 对象：

public static void main(String[] args) {
    String type = "A";
    ProductFactory factory = null;
    Product product = null;
    if(type.equals("A")) {
        factory = new ProductAFactory();
    } else if(type.equals("B")) {
        factory = new ProductBFactory();
    }
    product = factory.create(type);
    if(product != null) {
        product.method();
    } else {
        System.out.println("Invalid type!");
    }
}

输入 type 为 "A" 时，创建 ProductA 实例对象并调用 method 方法输出 "This is ProductA"，输入 type 为 "B" 时，创建 ProductB 实例对象并调用 method 方法输出 "This is ProductB"。如果输入的 type 不是 "A" 或 "B"，则输出 "Invalid type!"。

示例2

我们继续以上面的工厂类为例，为了精简代码，这里我们使用反射来动态创建具体的工厂对象。

我们可以定义一个工厂类来统一实例化具体工厂类的对象，这样能够有效的减少代码量，并增加代码的灵活性。

工厂类

public class Factory {
    public static ProductFactory createFactory(String className) {
        try {
            Class cls = Class.forName(className);
            ProductFactory factory = (ProductFactory) cls.newInstance();
            return factory;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

这个工厂类根据传进来的具体工厂类名(className)，反射实例化具体工厂类对象，并返回一个 ProductFactory 接口类型对象。这样通过动态加载具体类，在代码中就可以通过字符串来动态创建具体的工厂实例。

调用示例

public static void main(String[] args) {
    String className = "com.example.ProductAFactory";
    String type = "A";
    ProductFactory factory = Factory.createFactory(className);
    Product product = factory.create(type);
    if(product != null) {
        product.method();
    } else {
        System.out.println("Invalid type!");
    }
}

这个示例中，字符串 className 传入了具体工厂类的全路径名，通过反射创建具体的工厂对象，并通过 type 来创建具体的产品对象。这种方法可以在运行时动态选择具体类来实例化对象，非常灵活。