Java工厂模式详解：简单工厂、工厂方法和抽象工厂
工厂模式是一种常用的设计模式，它用于根据不同的需求动态创建对象，将对象的创建与使用分离，提高代码的可复用性和可扩展性。在Java中，工厂模式主要有三种形式：简单工厂、工厂方法和抽象工厂。
一、简单工厂模式简单工厂模式是最基本的工厂模式，也是最简单的一种形式。它通过一个工厂类来创建对象，根据不同的参数来决定创建哪种类型的对象。
首先，定义一个抽象的产品类，所有具体产品类都继承自该抽象类。然后，创建一个工厂类，该类包含一个静态方法，根据不同的参数返回相应的具体产品。
下面是一个示例代码，模拟汽车生产的过程：
// 定义抽象产品类
abstract class Car {
public abstract void produce();
}
// 定义具体产品类
class BenzCar extends Car {
public void produce() {
System.out.println("生产奔驰汽车");
}
}
class BMWCar extends Car {
public void produce() {
System.out.println("生产宝马汽车");
}
}
// 实现工厂类
class CarFactory {
public static Car createCar(String brand) {
if (brand.equals("Benz")) {
return new BenzCar();
} else if (brand.equals("BMW")) {
return new BMWCar();
} else {
throw new IllegalArgumentException("Unsupported brand:" + brand);
}
}
}
// 测试代码
public class SimpleFactoryPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
Car benz = CarFactory.createCar("Benz");
benz.produce();
Car bmw = CarFactory.createCar("BMW");
bmw.produce();
}
}
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通过调用CarFactory.createCar方法，根据不同的参数可以创建不同品牌的汽车对象。
简单工厂模式的优点是简单易懂，适用于简单的场景。但是缺点是违背了开放封闭原则，当新增一种产品时，需要修改工厂类的代码。
二、工厂方法模式工厂方法模式是简单工厂模式的扩展，它引入了一个抽象的工厂类来定义方法，具体的产品创建由子类工厂类实现。每个具体工厂类只负责创建一种类型的产品。
首先，定义一个抽象的产品类，同样由所有具体产品类继承。然后，创建一个抽象的工厂类，该类包含一个抽象的创建产品的方法。每个具体的工厂类负责创建一种产品。
下面是一个示例代码，模拟手机生产的过程：
// 定义抽象产品类
abstract class Phone {
public abstract void produce();
}
// 定义具体产品类
class ApplePhone extends Phone {
public void produce() {
System.out.println("生产苹果手机");
}
}
class HuaweiPhone extends Phone {
public void produce() {
System.out.println("生产华为手机");
}
}
// 定义抽象工厂类
abstract class PhoneFactory {
public abstract Phone createPhone();
}
// 定义具体工厂类
class ApplePhoneFactory extends PhoneFactory {
public Phone createPhone() {
return new ApplePhone();
}
}
class HuaweiPhoneFactory extends PhoneFactory {
public Phone createPhone() {
return new HuaweiPhone();
}
}
// 测试代码
public class FactoryMethodPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
PhoneFactory appleFactory = new ApplePhoneFactory();
Phone applePhone = appleFactory.createPhone();
applePhone.produce();
PhoneFactory huaweiFactory = new HuaweiPhoneFactory();
Phone huaweiPhone = huaweiFactory.createPhone();
huaweiPhone.produce();
}
}
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通过实现不同的具体工厂类，每个工厂类负责创建一种类型的手机对象。使用工厂方法模式，可以方便地新增更多的产品系列，而不需要修改已有的代码。
工厂方法模式的优点是符合开放封闭原则，每个具体工厂类只负责创建一种产品，易于扩展。但缺点是增加了系统的复杂度，需要为每个产品定义一个具体工厂类。
三、抽象工厂模式抽象工厂模式是工厂方法模式的继续扩展，它引入了一个抽象的工厂类来定义一组方法，每个方法负责创建一个产品系列。每个具体工厂类负责创建一种产品系列。
首先，定义抽象的产品类和抽象的工厂类，每个抽象工厂类包含多个抽象的创建产品的方法。然后，创建具体的产品类和具体的工厂类，分别实现抽象的产品类和工厂类。
下面是一个示例代码，模拟电视和冰箱生产的过程：
// 定义抽象产品类
abstract class TV {
public abstract void produce();
}
abstract class Refrigerator {
public abstract void produce();
}
// 定义具体产品类
class SamsungTV extends TV {
public void produce() {
System.out.println("生产三星电视");
}
}
class TCLTV extends TV {
public void produce() {
System.out.println("生产TCL电视");
}
}
class HaierRefrigerator extends Refrigerator {
public void produce() {
System.out.println("生产海尔冰箱");
}
}
class GreeRefrigerator extends Refrigerator {
public void produce() {
System.out.println("生产格力冰箱");
}
}
// 定义抽象工厂类
abstract class ApplianceFactory {
public abstract TV createTV();
public abstract Refrigerator createRefrigerator();
}
// 定义具体工厂类
class SamsungFactory extends ApplianceFactory {
public TV createTV() {
return new SamsungTV();
}
public Refrigerator createRefrigerator() {
return new HaierRefrigerator();
}
}
class TCLFactory extends ApplianceFactory {
public TV createTV() {
return new TCLTV();
}
public Refrigerator createRefrigerator() {
return new GreeRefrigerator();
}
}
// 测试代码
public class AbstractFactoryPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
ApplianceFactory samsungFactory = new SamsungFactory();
TV samsungTV = samsungFactory.createTV();
Refrigerator haierRefrigerator = samsungFactory.createRefrigerator();
samsungTV.produce();
haierRefrigerator.produce();
ApplianceFactory tclFactory = new TCLFactory();
TV tclTV = tclFactory.createTV();
Refrigerator greeRefrigerator = tclFactory.createRefrigerator();
tclTV.produce();
greeRefrigerator.produce();
}
}
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通过实现不同的具体工厂类，每个具体工厂类负责创建一种产品系列。使用抽象工厂模式，可以非常方便地新增更多的产品系列，而不需要修改已有的代码。
抽象工厂模式的优点是符合开放封闭原则，易于扩展，同时可以保持产品之间的相关性。但缺点是当新增产品系列时，需要修改抽象工厂类的代码。
总结：工厂模式是一种常用的设计模式，用于根据不同的需求动态创建对象。Java中主要有三种工厂模式：简单工厂、工厂方法和抽象工厂。简单工厂模式是最基本的一种形式，工厂方法模式在其基础上引入了抽象工厂类，抽象工厂模式则扩展了工厂方法模式，引入了一组方法来创建产品系列。根据具体的应用场景和需求，选择合适的工厂模式可以提高代码的可复用性和可扩展性。
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