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Java设计模式之工厂方法模式

原创

刺槐儿

发布于 2024-01-18 14:24:16

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工厂方法模式（Factory Method Pattern）

工厂方法模式（Factory Method Pattern）是Java设计模式中的一种创建型模式，它提供了一个接口，用于创建相关或依赖对象的家族，而不需要明确指定具体类。这种模式属于创建型模式，它在一个超类中定义了一个创建对象的接口，但由子类决定实例化的类是哪一个。

模式结构

工厂方法模式的结构组成主要包括以下几个元素：

抽象产品（Abstract Product）：定义工厂方法模式所创建的对象的接口。它可以是抽象类或接口，声明了产品的共同特征。
具体产品（Concrete Product）：实现Product接口，是工厂方法模式具体创建的对象。每个具体产品都实现了产品接口，并提供了具体的实现。
抽象工厂（Abstract Factory）：声明了创建产品对象的抽象方法（工厂方法），可以是接口或抽象类。客户端通过调用这个工厂方法来创建产品。
具体工厂（Concrete Factory）：实现了抽象工厂接口，负责实际创建产品的具体工厂类。每个具体工厂类对应创建一种具体产品。
客户端（Client）：调用抽象工厂的方法来创建产品，而不直接实例化具体产品。客户端依赖于抽象工厂和抽象产品，从而实现了松耦合。

要点

工厂方法模式是一种创建型设计模式，其要点包括以下几个方面：

将对象的实例化延迟到子类：工厂方法模式的核心思想是将对象的创建延迟到子类中。具体的对象实例化由具体的工厂类（子类）负责。
客户端通过工厂方法创建对象：客户端代码通过调用抽象工厂的工厂方法来创建产品对象，而不直接实例化具体产品。
依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle）： 工厂方法模式符合依赖倒置原则，高层模块不依赖于底层模块的实现细节，而是依赖于抽象。
实现松耦合：工厂方法模式实现了客户端与具体产品类的解耦，客户端只需要知道抽象产品和抽象工厂，而不需要关心具体产品的实现细节。
扩展性良好：工厂方法模式支持系统的扩展，可以方便地添加新的产品类和对应的工厂类，而不需要修改现有的代码。

案例说明

假设我们要设计一个简单的电脑生产系统，其中有两种类型的电脑：台式电脑和笔记本电脑。我们使用工厂方法模式来创建这两种类型的电脑。

1. 定义抽象产品

// 抽象产品：电脑
interface Computer {
    void displayInfo();
}

2. 具体产品

// 具体产品A：台式电脑
class DesktopComputer implements Computer {
    @Override
    public void displayInfo() {
        System.out.println("Desktop Computer");
    }
}

// 具体产品B：笔记本电脑
class LaptopComputer implements Computer {
    @Override
    public void displayInfo() {
        System.out.println("Laptop Computer");
    }
}

3. 抽象工厂

// 抽象工厂：电脑工厂
interface ComputerFactory {
    Computer createComputer();
}

4. 具体工厂

// 具体工厂A：台式电脑工厂
class DesktopComputerFactory implements ComputerFactory {
    @Override
    public Computer createComputer() {
        return new DesktopComputer();
    }
}

// 具体工厂B：笔记本电脑工厂
class LaptopComputerFactory implements ComputerFactory {
    @Override
    public Computer createComputer() {
        return new LaptopComputer();
    }
}

5. 客户端代码

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用具体工厂A创建台式电脑
        ComputerFactory desktopFactory = new DesktopComputerFactory();
        Computer desktopComputer = desktopFactory.createComputer();
        desktopComputer.displayInfo();

        // 使用具体工厂B创建笔记本电脑
        ComputerFactory laptopFactory = new LaptopComputerFactory();
        Computer laptopComputer = laptopFactory.createComputer();
        laptopComputer.displayInfo();
    }
}

在这个例子中，Computer 是抽象产品，DesktopComputer 和 LaptopComputer 是具体产品。ComputerFactory 是抽象工厂，DesktopComputerFactory 和 LaptopComputerFactory 是具体工厂。