Java设计模式——工厂设计模式,详解

Java设计模式——工厂设计模式,详解什么是工厂模式 为什么需要工厂模式 工厂模式是干什么的 工厂模式有哪些 怎么创建 怎么使用 简单工厂模式 工厂方法模式 抽象工厂模式 其中每一个区别 以及使用场景 1 什么是工厂模式 工厂模式是一种 创建对象的设计模式 它提供了一种方式来 封装对象的创建逻辑 并 根据

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  1. 什么是工厂模式
  2. 为什么需要工厂模式、工厂模式是干什么的
  3. 工厂模式有哪些,怎么创建,怎么使用
    1. 简单工厂模式
    2. 工厂方法模式
    3. 抽象工厂模式
  4. 其中每一个区别,以及使用场景

1.什么是工厂模式:

        工厂模式是一种创建对象的设计模式,它提供了一种方式来封装对象的创建逻辑,并根据不同的需求,返回相应的对象实例。工厂模式使得客户端代码与具体对象的创建过程解耦将代码中的关联性和依赖性降低,使得各个模块之间的耦合度减少),提高了代码灵活性和可维护性

总结:工厂模式是 通过封装对象创建的过程,提供了一种 统一接口创建对象。它隐藏了对象的具体实现细节,提供了灵活性、可扩展性,并提高了代码的可读性可维护性


2.为什么需要工厂模式、工厂模式是干什么的:

工厂模式的主要目的是解决以下问题

  1. 将对象的创建逻辑与使用代码分离,使得使用代码不需要关心对象具体如何创建。(解耦)
  2. 提供一种简单的扩展机制,使得新增一种产品时不需要修改现有的代码,只需扩展工厂类即可。

工厂模式的核心思想引入一个抽象的工厂接口或抽象类,该接口或抽象类定义了创建对象的方法,具体的对象创建由实现该接口或抽象类的具体工厂类来完成。

优点:

  1. 封装对象的创建过程:工厂模式将对象的创建过程封装在工厂类中,使得客户端无需关注对象的具体创建细节,只需通过工厂类获取所需对象。
  2. 解耦客户端与具体产品:客户端只需要通过工厂接口来创建对象,而无需直接实例化具体产品类,从而降低了客户端与具体产品的耦合度。
  3. 提供灵活性和可扩展性:通过新增具体工厂类和产品类,可以方便地扩展工厂模式,增加新的产品类型,而不需要修改已有代码。
  4. 代码可读性可维护性:工厂模式提供了清晰的代码结构,使得代码更易于理解、维护和测试。

缺点:

  1. 增加了系统的复杂性:引入工厂类和抽象产品类会增加系统的类和对象数量,增加了系统的复杂性。
  2. 增加了开发的初期成本:工厂模式需要定义抽象工厂类和具体工厂类,以及相应的产品类,这在开发的初期会增加一定的开发成本。
  3. 难以支持新种类的产品:如果需要添加新种类的产品,除了新增具体产品类外,还需要修改抽象工厂接口和所有具体工厂类的实现,可能会导致较大的修改范围。

综上所述,工厂模式在提供灵活性、可扩展性和代码可读性方面具有优点,但也会增加系统的复杂性和开发成本。在设计时需要权衡使用工厂模式的利弊,并根据具体情况选择是否使用该模式。


3.工厂模式有哪些:

工厂模式包含很多,常见的三种分别是:

  1.         1.简单工厂模式(Simple Factory Pattern):简单工厂模式通过一个工厂类来封装对象的创建逻辑,根据客户端传入的参数返回相应的产品对象。
  2.         2.工厂方法模式(Factory Method Pattern):工厂方法模式将对象的创建延迟到子类中,每个具体子类都负责创建一个特定的产品对象,客户端通过调用工厂方法来获取所需的产品对象。
  3.         3.抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern):抽象工厂模式提供一个接口或抽象类,用于创建一系列相关或相互依赖的产品对象。具体的工厂类实现了该接口或继承了该抽象类,并负责创建对应的产品系列。

实例:

简单工厂:

package 设计模式.工厂模式.简单工厂; //定义产品接口 抽象产品类 public interface Shape { void draw(); } 

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讯享网package 设计模式.工厂模式.简单工厂; //实现产品接口 具体类 三角形 public class Triangle implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("三角形实现类"); } } 
package 设计模式.工厂模式.简单工厂; //实现产品接口 具体类 圆 public class Cricle implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("圆实现类"); } } 
讯享网package 设计模式.工厂模式.简单工厂; //实现产品接口 具体类 正方形 public class Square implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("正方形实现类"); } } 
package 设计模式.工厂模式.简单工厂; //简单工厂 public class ShapeFactory { public static Shape CreateShap( String type) { // equalsIgnoreCase比较不区分大小写 if(type.equalsIgnoreCase("circle")) { return new Cricle(); }else if (type.equalsIgnoreCase("square")) { return new Square(); }else if (type.equalsIgnoreCase("triangle")) { return new Triangle(); }else { return null; } } } 
讯享网package 设计模式.工厂模式.简单工厂; public class text { public static void main(String[] args) { Shape circle=ShapeFactory.CreateShap("circle"); circle.draw(); Shape square=ShapeFactory.CreateShap("square"); square.draw(); Shape triangle=ShapeFactory.CreateShap("triangle"); triangle.draw(); } } 


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 简单工厂包含三部分    抽象产品类     具体产品类   具体工厂类   客户端测试

这里的抽象类(可以理解就是共有部分,比如水果类。这就是抽象类,他抽象了所有水果的一个合集。)


工厂方法:

package 设计模式.工厂模式.工厂方法模式; //抽象产品类 public interface Product { public void operation(); } 
讯享网package 设计模式.工厂模式.工厂方法模式; //具体产品A public class ProduceA implements Product { @Override public void operation() { System.out.println("具体产品A生产!"); } } 
package 设计模式.工厂模式.工厂方法模式; //具体产品B public class ProduceB implements Product { @Override public void operation() { System.out.println("具体产品B生产!"); } } 
讯享网package 设计模式.工厂模式.工厂方法模式; //抽象工厂类 public interface Factory { Product createProdct(); } 
package 设计模式.工厂模式.工厂方法模式; //具体工厂类A,负责创建产品A public class FactoryA implements Factory { @Override public Product createProdct() { // TODO Auto-generated method stub return new ProduceA(); } } 
讯享网package 设计模式.工厂模式.工厂方法模式; //具体工厂类B,负责创建产品B public class FactoryB implements Factory { @Override public Product createProdct() { // TODO Auto-generated method stub return new ProduceB(); } } 
package 设计模式.工厂模式.工厂方法模式; public class text { public static void main(String[] args) { // 使用具体工厂A创建产品对象 Factory factoryA=new FactoryA(); Product productA=factoryA.createProdct(); productA.operation(); Factory factoryB=new FactoryB(); Product productB=factoryB.createProdct(); productB.operation(); } } 

 简单工厂包含四部分    抽象产品类   具体产品类      抽象工厂类   具体工厂类    客户端测试

 在简单工厂基础上多了一个抽象工厂类


抽象工厂:

 

从实例来看,前期最直观的就是创建上的区别:

简单工厂 工厂方法 抽象工厂
创建包含角色 抽象产品 抽象产品类  抽象产品分类1
具体产品 具体产品 抽象产品分类2
具体工厂 抽象工厂 具体产品1类 
客户端测试 具体工厂类  具体产品2
客户端测试 抽象工厂
具体工厂类 
客户端测试

工厂方法:在简单工厂基础上多了一个抽象工厂

抽象工厂:在工厂方法上多了抽象产品分类

 

 

 4.三者对比优缺点

名称: 优点: 缺点:
简单工厂
  • 实现简单,适合创建单一类型的对象。
  • 将对象的实例化过程集中在工厂类中,客户端只需要与工厂进行交互,降低了客户端的复杂度。
  • 隐藏了对象的创建细节,提供了一种简单的方式来获取所需对象。
  • 扩展性较差,对于新增产品类型需要修改工厂类的逻辑。
  • 违背了开闭原则,对于每个新增的产品类型都需要修改工厂类的代码,增加了耦合性。
工厂方法
  • 通过定义抽象工厂和具体工厂,每个具体工厂负责创建特定的产品,可以灵活地扩展工厂和产品。
  • 符合开闭原则,新增产品类型只需添加相应的具体工厂即可,无需修改已有代码。
  • 客户端需要与具体工厂进行交互,增加了客户端的复杂性
抽象工厂
  • 提供一种将相关产品组合成系列或簇的方式。
  • 可以在不修改已有代码的情况下引入新的产品系列
  • 可以确保创建的产品是相互配套的。
  • 扩展新的产品族比较困难,需要修改抽象工厂接口和所有具体工厂的实现。

简单工厂模式适合简单场景,但扩展性较差

工厂方法模式更灵活,符合开闭原则

抽象工厂模式适用于创建产品族。使用时,需要根据需求和设计目标综合考虑选择合适的工厂模式。


使用场景:

名称: 使用场景:
简单工厂

当需要根据不同的条件创建单一类型的对象时,可以使用简单工厂模式。例如,根据用户的角色类型创建相应的权限对象。

工厂方法

当需要根据不同的产品类型创建不同的工厂,并且客户端需要与具体工厂进行交互时,可以使用工厂方法模式。例如,创建不同类型的日志记录器,每种类型的日志记录器由对应的日志记录器工厂来创建。

抽象工厂

当需要创建一系列相关或相互依赖的产品对象时,可以使用抽象工厂模式。例如,创建不同操作系统下的图形界面组件,每个操作系统对应一个图形界面组件工厂,而每个工厂分别负责创建各种类型的组件。

总结:

  • 简单工厂模式适用于创建单一类型的对象
  • 工厂方法模式适合在客户端与具体工厂进行交互、根据不同的产品类型创建不同的工厂的情况
  • 抽象工厂模式适用于创建一系列相关或相互依赖的产品对象的情况

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