聊聊设计模式——简单工厂模式

目录

1.简单工厂模式定义

2.优点

3.缺点

4.简单工厂模式结构说明

5.工作流程

6.示例

7.适用场景

8.本质

9.涉及到的设计原则

10.相关设计模式

11.开源框架中的应用

简单工厂模式定义：

提供一个创建对象实例的功能，而无需关心其具体实现。被创建实例的类型可以是接口、抽象类，也可以是具体的类。

优点：

1. 简单：实现简单，适用于创建单一类型的对象。

2. 集中控制：可以通过工厂类集中控制对象的创建，方便管理和维护。

3. 隐藏细节：客户端不需要知道具体的对象创建细节，只需要通过工厂类来获取对象。

缺点：

1. 不满足开闭原则：如果需要添加新的产品，就需要修改工厂类，违反了开闭原则（对扩展开放，对修改关闭）。

2. 不支持多个工厂类：每个工厂方法通常只能创建一种类型的对象，不支持创建多种不同类型的对象。

3. 工厂类职责过重：随着产品类型的增加，工厂类的职责可能会变得过重，影响代码的可维护性。

 简单工厂模式结构说明：

1. 工厂类（Factory）：工厂类是简单工厂模式的核心部分，负责根据客户端的需求创建具体的产品对象。工厂类通常包含一个或多个工厂方法，这些方法根据不同的参数或条件来创建不同的产品对象。

2. 抽象产品类（Product）：抽象产品类定义了产品对象的通用接口，客户端通过该接口与具体产品对象进行交互。通常，抽象产品类是一个接口或抽象类。

3. 具体产品类（Concrete Product）：具体产品类是抽象产品类的具体实现，实现了抽象产品类定义的接口。工厂类的工厂方法会返回一个具体产品类的实例。

工作流程：

1. 客户端（Client）通过向工厂类请求对象来创建产品对象，而不是直接实例化产品类。

2. 工厂类根据客户端的请求，选择合适的工厂方法来创建具体的产品对象。

3. 工厂方法创建产品对象并将其返回给客户端。

4. 客户端使用产品对象进行操作。

示例：

定义一个抽象产品类Door，它包含一个抽象方法show() ，表示产品的展示：

// 抽象产品类
public abstract class Door {
    public abstract void show();
}

定义具体产品类WoodDoor和IronDoor，它们继承自抽象产品类Door，并实现了抽象方法show() ：

// 具体产品类 - 木门
public class WoodDoor extends Door {
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("我是木门...");
    }
}

// 具体产品类 - 铁门
public class IronDoor extends Door {
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("我是铁门...");
    }
}

定义简单工厂类 ProductFactory ，它包含一个静态方法 createProduct(String type) ，根据传入的参数 type 创建具体产品对象并返回:

/*
简单工厂的工厂类：负责所有产品的创建，在新增产品的情况下需要修改工厂类，违背了开闭原则
 */
public class ProductFactory {
    public static Door createProduct(String type){
        switch (type){
            case "wood":
                return new WoodDoor();
            case "iron":
                return new IronDoor();
            default:
                return null;
        }
    }
}

在客户端代码中，通过简单工厂类 ProductFactory 创建具体产品对象，并调用其方法：

public class SimpleFactoryClient {
    public static void main(String[] args) {
        ProductFactory factory = new ProductFactory();
        factory.createProduct("wood").show();
        factory.createProduct("iron").show();
        try {
            factory.createProduct("gold").show();
        } catch (NullPointerException e){
            System.out.println("没有这类产品，具体的堆栈信息如下：");
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在上述示例中，工厂类 ProductFactory 根据客户端的请求来创建具体的产品对象，客户端只需通过工厂类来获取对象，而不需要了解对象的创建细节。这种方式实现了对象的创建和使用的分离，使代码更具灵活性。

适用场景：

1. 当需要根据一定条件创建不同类型的对象时，可以使用简单工厂模式。例如，根据用户的选择创建不同类型的图形对象（圆形、矩形等）。

2. 当需要将对象的创建过程封装在一个单一的工厂类中，以降低客户端与具体对象的耦合度。

3. 当希望通过工厂类来集中管理和维护对象的创建，方便后续的修改和扩展。

本质：

        简单工厂模式的本质是将对象的创建过程封装起来，提供一个统一的接口，通过工厂类来创建对象，从而降低了客户端与具体对象之间的耦合度。     

涉及到的设计原则：

1. 单一职责原则（Single Responsibility Principle）：工厂类的主要职责是创建对象，保持了类的单一职责。

2. 开闭原则（Open/Closed Principle）：通过添加新的产品类型，可以扩展工厂类的功能，符合对扩展开放。但是添加新的产品类型，就需要修改工厂类，违反了对修改关闭。

相关设计模式：

1. 工厂方法模式（Factory Method Pattern）：工厂方法模式是简单工厂模式的扩展，它将对象的创建过程延迟到子类中，支持创建一组相关的对象。

2. 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）：抽象工厂模式也用于创建一组相关的对象，但它将工厂和产品的组合进行抽象，支持创建多个不同产品族的对象。

开源框架中的应用：

1. Java标准库：Java标准库中的java.text.DateFormat类提供了一个静态工厂方法getInstance()，根据不同的参数创建不同的日期格式化对象，例如SimpleDateFormat，从而使日期格式化对象的创建过程对客户端透明。

2. Log4j：Log4j是一个流行的Java日志记录库，它使用简单工厂模式来创建不同类型的日志记录器，如ConsoleAppender和FileAppender。

3. 数据库连接池：许多数据库连接池实现使用简单工厂模式来创建数据库连接对象，根据不同的配置信息来创建不同类型的数据库连接。

这些示例中，简单工厂模式帮助框架提供了一种灵活的方式来创建对象，同时封装了对象的具体创建细节，从而使客户端代码更加清晰和可维护。