工厂方法模式

本文讨论了Java中的工厂方法模式,包括其优点(如扩展性、解耦、依赖倒置等)、缺点(代码复杂度增加)以及简单工厂模式和多工厂模式的应用实例。还提到了如何利用工厂方法实现单例和缓存优化。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

}

@Override

public void talk() {

System.out.println(“黑种人会说话”);

}

}

public class WhiteHuman implements Human {

@Override

public void getColor() {

System.out.println(“白种人皮肤是白色的”);

}

@Override

public void talk() {

System.out.println(“白种人会说话”);

}

}

public class YellowHuman implements Human {

@Override

public void getColor() {

System.out.println(“黄种人皮肤是黄色的”);

}

@Override

public void talk() {

System.out.println(“黄种人会说话”);

}

}

/**

  • 抽象人类工厂

*/

public abstract class AbstractHumanFactory {

/*抽象方法,创造一个人类对象/

public abstract T createHuman(Class c);

}

/**

  • 人类工厂实现类

*/

public class HumanFactory extends AbstractHumanFactory {

@Override

public T createHuman(Class c) {

Human human = null;

try {

human = (Human) Class.forName(c.getName()).newInstance();

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

return (T) human;

}

}

public class NvWa {

public static void main(String[] args) {

//创建人类工厂

AbstractHumanFactory humanFactory = new HumanFactory();

//制造白种人

Human whiteHuman = humanFactory.createHuman(WhiteHuman.class);

whiteHuman.getColor();

whiteHuman.talk();

//制造黑种人

Human blackHuman = humanFactory.createHuman(BlackHuman.class);

blackHuman.getColor();

blackHuman.talk();

//制造黄种人

Human yellowHuman = humanFactory.createHuman(YellowHuman.class);

yellowHuman.getColor();

yellowHuman.talk();

}

}

工厂方法模式的优缺点

工厂方法模式具有非常好的扩展性,在抽象工厂基类中指定了创建对象的约束方法,但不提供创建过程,而是由子类去实现创造过程,跟具体的产品实现类完全解耦,工厂高层模块和低层模块严格依赖抽象,符合依赖倒置原则,同时也符合迪米特法则(调用者减少和具体产品类打交道)和里式替换原则(产品子类替换产品父类不会有问题)。

工厂方法模式也有缺点,那就是创建一个类的对象需要另一个类来进行管理,增加代码的复杂度。所以在选择工厂方法模式的时候要注意取舍,如果使用new创建的对象就可以满足需求的话就不需要工厂方法模式,如果你需要的是可灵活性扩展的框架可以考虑工厂方法模式。

简单工厂模式

如果实际当中只需要一个工厂类,那么就不需要抽象的工厂基类,可以把创建产品的方法改为静态方法。

女娲造人例子的修改为简单工厂:

public class HumanFactory {

@Override

public static T createHuman(Class c) {

Human human = null;

try {

human = (Human) Class.forName(c.getName()).newInstance();

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

return (T) human;

}

}

public class NvWa {

public static void main(String[] args) {

//制造白种人

Human whiteHuman = HumanFactory.createHuman(WhiteHuman.class);

whiteHuman.getColor();

whiteHuman.talk();

//制造黑种人

Human blackHuman = HumanFactory.createHuman(BlackHuman.class);

blackHuman.getColor();

blackHuman.talk();

//制造黄种人

Human yellowHuman = HumanFactory.createHuman(YellowHuman.class);

yellowHuman.getColor();

yellowHuman.talk();

}

}

代码变的比前面简单的多,简单工厂看上去像一个工具类方法,虽然它失去了可扩展性不符合开闭原则,但是却比较实用,这需要根据你的需求当你确定模块中只需要一个工厂类时采用。

多个工厂类

在实际当中如果初始化创建对象的过程比较复杂,比如不同的产品可能会设置不同的参数,这个时候创建产品的方法不能共用,所以这时就需要为每一个产品类创建一个工厂类。

女娲造人例子的修改为多工厂类:

public abstract class AbstractHumanFactory {

/*抽象方法,创造一个人类对象/

public abstract Human createHuman();

}

public class BlackHumanFactory extends AbstractHumanFactory {

public Human createHuman() {

BlackHuman human = new BlackHuman();

//human.setxxx

return human;

}

}

public class WhiteHumanFactory extends AbstractHumanFactory {

public Human createHuman() {

WhiteHuman human = new WhiteHuman();

//human.setxxx

return human;

}

}

public class YellowHumanFactory extends AbstractHumanFactory {

public Human createHuman() {

YellowHuman human = new YellowHuman();

//human.setxxx

return human;

}

}

public class NvWa {

public static void main(String[] args) {

//制造白种人

Human whiteHuman = (new WhiteHumanFactory()).createHuman(WhiteHuman.class);

whiteHuman.getColor();

whiteHuman.talk();

//制造黑种人

Human blackHuman = (new BlackHumanFactory()).createHuman(BlackHuman.class);

blackHuman.getColor();

blackHuman.talk();

//制造黄种人

Human yellowHuman = (new YellowHumanFactory()).createHuman(YellowHuman.class);

yellowHuman.getColor();

yellowHuman.talk();

}

}

多工厂职责比较清晰简单,但是也有缺点就是降低可维护性,因为产品类和工厂类数量相同,每增加一个产品类就需要增加一个工厂类。

可生成单例模式的工厂类

既然工厂方法是用来生产对象的,那么就可以对工厂方法做简单的修改,只返回一个对象,就变成了单例模式:

/**

  • 单例类

*/

public class Singleton {

//不允许通过new产生对象

private Singleton(){

}

public void doSomething() {

//业务处理

}

}

public class SingletonFactory {

private static Singleton singleton;

static {

try {

Class<?> clazz = Class.forName(Singleton.class.getName());

//获取无参的构造函数

Constructor<?> constructor = clazz.getDeclaredConstructor();

//设置无参的构造函数可访问

constructor.setAccessible(true);

//创建一个实例对象

singleton = (Singleton) constructor.newInstance();

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

public static Singleton getSingleton() {

return singleton;

}

}

代码中工厂类利用反射生成了一个单例模式的对象。

可复用缓存的工厂类

如果创建对象的过程比较复杂,或者非常耗时,可以在工厂类内部对已创建的对象进行缓存,以备下次使用。

public class ProductFactory {

private static final Map<String, Product> productMap = new HashMap<>();

public static synchronized Product createProduct(String type) {

Product product = null;

//如果缓存中有该对象实例直接使用

if (productMap.containsKey(type)) {

product = productMap.get(type);

} else {

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