工厂方法模式
概念
工厂方法模式是一种创建型设计模式,它定义了一个创建对象的接口,但由子类决定要实例化的类。工厂方法将实例化逻辑推迟到子类,使得代码更加灵活和可扩展。
应用场景
- 产品系列:当系统需要创建一系列相关或相互依赖的对象时,工厂方法模式非常适用。
- 解耦:当不希望在客户端代码中直接使用产品的具体类,而是希望通过接口或抽象类进行创建。
- 框架设计:在设计框架时,可以使用工厂方法模式提供接口,允许用户通过子类实现自定义的产品。
- 插件系统:通过工厂方法创建插件,使得插件可以在运行时被替换或扩展。
注意点
- 扩展性:如果增加新产品,需要增加新的工厂类,但不需要修改已有代码。
- 复杂性:引入工厂方法会增加系统的复杂性,特别是在简单的情况下,可能会显得过于冗余。
- 避免过度设计:在简单场景下,可能不需要引入工厂方法,直接使用构造函数即可。
核心要素
- 产品接口:定义工厂方法所创建的产品的接口。
- 具体产品:实现产品接口的具体类。
- 工厂接口:定义一个创建产品的工厂接口。
- 具体工厂:实现工厂接口,负责实例化具体产品。
Java代码示例
// 产品接口
interface Product {
void use();
}
// 具体产品
class ConcreteProductA implements Product {
@Override
public void use() {
System.out.println("使用产品 A");
}
}
class ConcreteProductB implements Product {
@Override
public void use() {
System.out.println("使用产品 B");
}
}
// 工厂接口
interface Factory {
Product createProduct();
}
// 具体工厂
class ConcreteFactoryA implements Factory {
@Override
public Product createProduct() {
return new ConcreteProductA();
}
}
class ConcreteFactoryB implements Factory {
@Override
public Product createProduct() {
return new ConcreteProductB();
}
}
// 客户端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Factory factoryA = new ConcreteFactoryA();
Product productA = factoryA.createProduct();
productA.use();
Factory factoryB = new ConcreteFactoryB();
Product productB = factoryB.createProduct();
productB.use();
}
}
各种变形用法
-
简单工厂模式(静态工厂)
不符合严格的工厂方法模式,但可以用静态方法来创建对象。class SimpleFactory { public static Product createProduct(String type) { switch (type) { case "A": return new ConcreteProductA(); case "B": return new ConcreteProductB(); default: throw new IllegalArgumentException("未知产品类型"); } } }
-
抽象工厂模式
提供一个创建一系列相关产品的接口,不仅仅是单一产品。interface AbstractFactory { Product createProductA(); Product createProductB(); } class ConcreteFactory implements AbstractFactory { @Override public Product createProductA() { return new ConcreteProductA(); } @Override public Product createProductB() { return new ConcreteProductB(); } }
-
多工厂模式
结合多个工厂类,处理不同类型的产品。class MultiFactory { private Map<String, Factory> factoryMap = new HashMap<>(); public void registerFactory(String type, Factory factory) { factoryMap.put(type, factory); } public Product createProduct(String type) { Factory factory = factoryMap.get(type); if (factory != null) { return factory.createProduct(); } throw new IllegalArgumentException("未知产品类型"); } }
这些是工厂方法模式的基本知识和变形用法!