【Java 设计模式】创建型之工厂方法模式
文章目录
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- 1. 定义
- 2. 应用场景
- 3. 代码实现
- 4. 应用示例
- 结语
在软件开发中，工厂方法模式是一种常见的创建型设计模式，它提供了一种将对象的实例化延迟到子类的方法。工厂方法模式通过定义一个创建对象的接口，但是让子类决定实例化哪个类。在本文中，我们将介绍 Java 设计模式中的工厂方法模式，了解其定义、使用场景以及如何在实际开发中应用。
1. 定义
工厂方法模式是一种创建型设计模式，它定义了一个用于创建对象的接口，但是将对象的实例化延迟到子类中。这样，在实际使用时，客户端代码不需要关心具体实例是哪个类，只需通过工厂方法获取对象即可。工厂方法模式通过解耦了客户端和具体类的关系，使系统更加灵活。
2. 应用场景
工厂方法模式的应用场景包括但不限于以下情况：
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对象创建复杂：
当对象的创建过程比较复杂，包括多个步骤或涉及多个类的协作时，可以将创建过程封装在具体工厂类中
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系统扩展性：
当系统需要支持新的产品时，只需新增对应的具体工厂类和产品类，而无需修改已有代码
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类不知道具体实现：
通过接口或抽象类定义了对象的创建方法，使客户端只需知道抽象产品类和抽象工厂类，而不需要知道具体实现类
3. 代码实现
工厂方法模式的实现主要涉及以下几个角色：
- 抽象产品接口（Product）： 定义了产品的抽象方法
- 具体产品实现类（ConcreteProduct）： 实现了抽象产品接口，是工厂方法创建的具体对象
- 抽象工厂接口（Factory）： 定义了工厂方法的接口，负责创建产品的抽象方法
- 具体工厂实现类（ConcreteFactory）： 实现了抽象工厂接口，负责创建具体产品的对象
下面是一个简单的工厂方法模式的实现示例：
1）抽象产品接口
package com.cheney.demo.factory;
interface Product {
void produce();
}
2）具体产品实现类A
package com.cheney.demo.factory;
class ConcreteProductA implements Product {
@Override
public void produce() {
System.out.println("产品实现类A的produce()");
}
}
3）具体产品实现类B
package com.cheney.demo.factory;
class ConcreteProductB implements Product {
@Override
public void produce() {
System.out.println("产品实现类B的produce()");
}
}
4）抽象工厂接口
package com.cheney.demo.factory;
interface Factory {
Product createProduct();
}
5）具体工厂实现类 A
package com.cheney.demo.factory;
class ConcreteFactoryA implements Factory {
@Override
public Product createProduct() {
return new ConcreteProductA();
}
}
6）具体工厂实现类 B
package com.cheney.demo.factory;
class ConcreteFactoryB implements Factory {
@Override
public Product createProduct() {
return new ConcreteProductB();
}
}
在上述示例中，Product 是抽象产品接口，定义了产品的抽象方法。ConcreteProductA 和 ConcreteProductB 是具体产品的实现类。
Factory 是抽象工厂接口，定义了工厂方法的接口，负责创建产品的抽象方法。ConcreteFactoryA 和 ConcreteFactoryB 是具体工厂的实现类，分别负责创建 ConcreteProductA 和 ConcreteProductB。
4. 应用示例
假设我们想要吃汉堡包，其中有不同类型的品牌，如肯德基、麦当劳等。我们可以使用工厂方法模式来管理不同类型产品的创建。
1）抽象产品接口
package com.cheney.demo.factory;
interface Product {
void makeHamburger();
}
2）具体产品实现类 - 肯德基
package com.cheney.demo.factory;
class KfcProduct implements Product {
@Override
public void makeHamburger() {
System.out.println("肯德基的汉堡包");
}
}
3）具体产品实现类 - 麦当劳
package com.cheney.demo.factory;
class McDonaldSProduct implements Product {
@Override
public void makeHamburger() {
System.out.println("麦当劳的汉堡包");
}
}
4）抽象工厂接口
package com.cheney.demo.factory;
interface Factory {
Product createProduct();
}
5）具体工厂实现类 - 肯德基工厂
package com.cheney.demo.factory;
class KfcFactory implements Factory {
@Override
public Product createProduct() {
return new KfcProduct();
}
}
6）具体工厂实现类 - 麦当劳工厂
package com.cheney.demo.factory;
class McDonaldSFactory implements Factory {
@Override
public Product createProduct() {
return new McDonaldSProduct();
}
}
在上述示例中，Product 是抽象产品接口，定义了产品的抽象方法。KfcProduct 和 McDonaldSProduct 是具体产品的实现类。Factory 是抽象工厂接口，定义了工厂方法的接口，负责创建产品的抽象方法。KfcFactory 和 McDonaldSFactory 是具体工厂的实现类，分别负责创建 KfcProduct 和 McDonaldSProduct。
在使用中，我们可以根据需要选择不同的工厂来创建不同类型的产品：
package com.cheney.demo.factory;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 创建肯德基工厂，并生成出一个汉堡包
Factory phoneFactory = new KfcFactory();
Product kfc = phoneFactory.createProduct();
kfc.makeHamburger();
// 创建麦当劳工厂，并生成出一个汉堡包
Factory tvFactory = new McDonaldSFactory();
Product m = tvFactory.createProduct();
m.makeHamburger();
}
}
执行结果
结语
工厂方法模式是一种常见且实用的设计模式，它通过定义一个工厂方法接口，将对象的实例化延迟到子类中，从而实现了客户端和具体类的解耦。在实际开发中，工厂方法模式常用于创建复杂对象、管理对象的生命周期等场景。通过灵活使用工厂方法模式，可以使系统更容易扩展和维护。