Java特性之设计模式【工厂模式】

一、工厂模式

概述

工厂模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式

在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象

主要解决：主要解决接口选择的问题

何时使用：我们明确地计划不同条件下创建不同实例时

优缺点

优点：

1、一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了

2、扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以

3、屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口

缺点：

每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事

1. 各个角色介绍

1.1 产品类（Product）

定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能

1.2 具体产品（ConcreteProduct）

实现或者继承抽象产品的子类

1.3 具体工厂（ConcreteFactory）

提供了创建产品的方法，使用者通过该方法来获取产品;

2. UML图

3. 具体例子和代码

角色分配

• Shape：形状接口
• Circle：圆形（实现形状接口）
• Rectangle：三角形（实现形状接口）
• Square：正方形（实现形状接口）
• ShapeFactory：形状生产工厂

3.1 形状接口以及实现类

• Shape

package com.vinjcent.pattern.factory;

/**
 * @author vinjcent
 * @description 形状接口
 */
public interface Shape {

    /**
     * 绘图
     */
    void draw();
}

• Circle

package com.vinjcent.pattern.factory;

/**
 * @author vinjcent
 * @description 圆形
 */
public class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
    }
}

• Rectangle

package com.vinjcent.pattern.factory;

/**
 * @author vinjcent
 * @description 三角形
 */
public class Rectangle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
    }
}

• Square

package com.vinjcent.pattern.factory;

/**
 * @author vinjcent
 * @description 正方形
 */
public class Square implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Inside Square::draw() method.");

    }
}

3.2 工厂类

• ShapeFactory

package com.vinjcent.pattern.factory;

/**
 * @author vinjcent
 * @description 形状生产工厂
 */
public class ShapeFactory {

    /**
     * 使用 getShape 方法获取形状类型的对象
     *
     * @param shapeType 形状类型
     * @return 返回形状的产品
     */
    public Shape getShape(String shapeType) {
        if (shapeType == null) {
            return null;
        }
        if ("CIRCLE".equalsIgnoreCase(shapeType)) {
            return new Circle();
        } else if ("RECTANGLE".equalsIgnoreCase(shapeType)) {
            return new Rectangle();
        } else if ("SQUARE".equalsIgnoreCase(shapeType)) {
            return new Square();
        }
        return null;
    }

}

3.3 测试主函数

package com.vinjcent.pattern.factory;

/**
 * @author vinjcent
 */
public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        // 定义类型工厂对象
        ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();

        //获取 Circle 的对象，并调用它的 draw 方法
        Shape circle = shapeFactory.getShape("CIRCLE");

        //调用 Circle 的 draw 方法
        circle.draw();

        //获取 Rectangle 的对象，并调用它的 draw 方法
        Shape rectangle = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");

        //调用 Rectangle 的 draw 方法
        rectangle.draw();

        //获取 Square 的对象，并调用它的 draw 方法
        Shape square = shapeFactory.getShape("SQUARE");

        //调用 Square 的 draw 方法
        square.draw();
    }
}

• 测试结果

4. 使用场景

• 日志记录器：记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等，用户可以选择记录日志到什么地方
• 数据库访问，当用户不知道最后系统采用哪一类数据库，以及数据库可能有变化时
• 设计一个连接服务器的框架，需要三个协议，“POP3”、“IMAP”、“HTTP”，可以把这三个作为产品类，共同实现一个接口

注意事项：

作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式，而简单对象，特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度