Java设计模式学习笔记—工厂模式

前言

想学习设计模式很久了，趁现在有时间边学习边记录一下。目前设计模式学习主要基于菜鸟教程的设计模式，后期不排除会追加从其他地方学来内容。文章最后“Java设计模式笔记示例代码整合”为本系列代码整合，所有代码均为个人手打并运行测试，不定期更新。

工厂模式

这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。风语：简单来说就是在一个工厂类里写创建对象的逻辑，通过调用工厂类，传递产品名称，创建对应的新的产品。

资料卡片

[toggle hide=“no” title=“基础资料卡” color=“”]

意图

定义一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。

主要解决

主要解决接口选择的问题。

何时使用

我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。

如何解决

让其子类实现工厂接口，返回的也是一个抽象的产品。

关键代码

创建过程在其子类执行。

应用实例

[callout class=“info” title=“”]

您需要一辆汽车，可以直接从工厂里面提货，而不用去管这辆汽车是怎么做出来的，以及这个汽车里面的具体实现。
Hibernate 换数据库只需换方言和驱动就可以。

[/callout]

优点

[callout class=“success” title=“”]

一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。
扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。
屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。

[/callout]

缺点

[callout class=“danger” title=“”] 每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。 [/callout]

使用场景

[callout class=“info” title=“”]

日志记录器：记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等，用户可以选择记录日志到什么地方。
数据库访问，当用户不知道最后系统采用哪一类数据库，以及数据库可能有变化时。
设计一个连接服务器的框架，需要三个协议，“POP3”、“IMAP”、“HTTP”，可以把这三个作为产品类，共同实现一个接口。

[/callout]

注意事项

[callout class=“warning” title=“”] 作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式，而简单对象，特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度。 [/callout] [/toggle]

具体实现

这是一个简单的使用工厂模式画矩形/长方形（Rectangle）、正方形（Square）和圆（Circle）的示例。

1、创建一个接口。

Shape.java

public interface Shape {
    void draw();
}

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2、创建实现接口的实体类。

Rectangle.java

public class Rectangle implements Shape {

    public void draw() {
        System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
    }
}

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Square.java

public class Square implements Shape{
    public void draw() {
        System.out.println("Inside Square::Draw() method.");
    }
}

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Circle.java

public class Circle implements Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
    }
}

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3、创建一个工厂，生成基于给定信息的实体类的对象。

ShapeFactory.java

public class ShapeFactory {
    
    //使用 getShape 方法获取形状类型的对象
    public Shape getShape(String shapeType){
        if(shapeType == null){
            return null;
        }
        if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
            //equalsIgnoreCase 忽略大小写，equals不忽略大小写
            return new Circle();
        }else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
            return new Rectangle();
        }else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
            return new Square();
        }
        return null;
    }
}

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4、使用该工厂，通过传递类型信息来获取实体类的对象。

FactoryPatternDemo.java

public class FactoryPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();
        //获取Circle的对象，并调用他的draw方法
        Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");
        //调用 Circle 的 draw 方法
        shape1.draw();

        //获取 Rectangle 的对象，并调用它的 draw 方法
        Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
        //调用 Rectangle 的 draw 方法
        shape2.draw();

        //获取 Square 的对象，并调用它的 draw 方法
        Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");
        //调用 Square 的 draw 方法
        shape3.draw();
    }
}

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5、验证输出。

[callout class=“info” title=“”] Inside Circle::draw() method. Inside Rectangle::draw() method. Inside Square::Draw() method. [/callout]

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