Java中的设计模式：工厂模式
1. 什么是工厂模式？
工厂模式是一种创建型设计模式，用于创建对象的过程被推迟到子类。它提供了一种创建对象的最佳方式，而无需明确指定它们的具体类。工厂模式在面向对象编程中被广泛应用，有助于代码的灵活性和可维护性。
2. 简单工厂模式
简单工厂模式是工厂模式的最简单形式，它通过一个共同的接口或父类来创建对象，但客户端不需要知道具体实现类。以下是一个简单工厂模式的示例：
package cn.juwatech.factory;
// 接口
public interface Shape {
void draw();
}
// 实现类1
package cn.juwatech.factory;
public class Rectangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
}
}
// 实现类2
package cn.juwatech.factory;
public class Circle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
}
}
// 简单工厂类
package cn.juwatech.factory;
public class ShapeFactory {
// 使用 getShape 方法获取形状类型的对象
public Shape getShape(String shapeType) {
if (shapeType == null) {
return null;
}
if (shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")) {
return new Rectangle();
} else if (shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")) {
return new Circle();
}
return null;
}
}
// 测试类
package cn.juwatech;
import cn.juwatech.factory.Shape;
import cn.juwatech.factory.ShapeFactory;
public class FactoryPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();
// 获取 Circle 的对象，并调用它的 draw 方法
Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");
// 调用 Circle 的 draw 方法
shape1.draw();
// 获取 Rectangle 的对象，并调用它的 draw 方法
Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
// 调用 Rectangle 的 draw 方法
shape2.draw();
}
}3. 工厂方法模式
工厂方法模式通过定义一个创建对象的接口，但是由子类决定要实例化的类是哪一个。以下是工厂方法模式的示例：
package cn.juwatech.factory;
// 接口
public interface Shape {
void draw();
}
// 实现类1
package cn.juwatech.factory;
public class Rectangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
}
}
// 实现类2
package cn.juwatech.factory;
public class Circle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
}
}
// 工厂接口
package cn.juwatech.factory;
public interface ShapeFactory {
Shape createShape();
}
// 具体工厂类1
package cn.juwatech.factory;
public class RectangleFactory implements ShapeFactory {
@Override
public Shape createShape() {
return new Rectangle();
}
}
// 具体工厂类2
package cn.juwatech.factory;
public class CircleFactory implements ShapeFactory {
@Override
public Shape createShape() {
return new Circle();
}
}
// 测试类
package cn.juwatech;
import cn.juwatech.factory.Shape;
import cn.juwatech.factory.CircleFactory;
import cn.juwatech.factory.RectangleFactory;
import cn.juwatech.factory.ShapeFactory;
public class FactoryPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
// 使用 CircleFactory 创建 Circle 的对象
ShapeFactory circleFactory = new CircleFactory();
Shape circle = circleFactory.createShape();
circle.draw();
// 使用 RectangleFactory 创建 Rectangle 的对象
ShapeFactory rectangleFactory = new RectangleFactory();
Shape rectangle = rectangleFactory.createShape();
rectangle.draw();
}
}4. 抽象工厂模式
抽象工厂模式提供一个接口，用于创建相关或依赖对象的家族，而不需要明确指定具体类。以下是抽象工厂模式的示例：
package cn.juwatech.factory;
// 形状接口
public interface Shape {
void draw();
}
// 颜色接口
public interface Color {
void fill();
}
// 具体形状实现类1
package cn.juwatech.factory;
public class Rectangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
}
}
// 具体形状实现类2
package cn.juwatech.factory;
public class Circle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
}
}
// 具体颜色实现类1
package cn.juwatech.factory;
public class Red implements Color {
@Override
public void fill() {
System.out.println("Inside Red::fill() method.");
}
}
// 具体颜色实现类2
package cn.juwatech.factory;
public class Blue implements Color {
@Override
public void fill() {
System.out.println("Inside Blue::fill() method.");
}
}
// 抽象工厂接口
package cn.juwatech.factory;
public interface AbstractFactory {
Shape createShape();
Color createColor();
}
// 具体工厂类1
package cn.juwatech.factory;
public class ShapeFactory implements AbstractFactory {
@Override
public Shape createShape() {
return new Rectangle();
}
@Override
public Color createColor() {
return new Red();
}
}
// 具体工厂类2
package cn.juwatech.factory;
public class ColorFactory implements AbstractFactory {
@Override
public Shape createShape() {
return new Circle();
}
@Override
public Color createColor() {
return new Blue();
}
}
// 测试类
package cn.juwatech;
import cn.juwatech.factory.AbstractFactory;
import cn.juwatech.factory.Shape;
import cn.juwatech.factory.Color;
import cn.juwatech.factory.ShapeFactory;
import cn.juwatech.factory.ColorFactory;
public class AbstractFactoryPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
// 获取形状工厂
AbstractFactory shapeFactory = new ShapeFactory();
// 获取形状为 Rectangle 的对象
Shape shape1 = shapeFactory.createShape();
// 调用 Rectangle 的 draw 方法
shape1.draw();
// 获取颜色工厂
AbstractFactory colorFactory = new ColorFactory();
// 获取颜色为 Blue 的对象
Color color1 = colorFactory.createColor();
// 调用 Blue 的 fill 方法
color1.fill();
}
}总结
本文介绍了工厂模式及其在Java中的三种主要形式：简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。每种模式都有其独特的应用场景和实现方式，可以帮助开发人员更好地管理对象的创建过程，提高代码的可扩展性和可维护性。
