设计模式之简单工厂模式

最新推荐文章于 2025-05-26 21:02:41 发布

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本文详细介绍了设计模式中的简单工厂模式，包括定义、适用场景、优缺点及实际应用案例。简单工厂模式适用于创建对象较少且客户端只需传入参数而不关心创建逻辑的情况。然而，增加新产品可能需要修改工厂类，违反了开闭原则。文章还提供了UML类图和源码示例，如JDK的Calendar.createCalendar()以及JDBC的Class.forName()，并给出了相关代码仓库链接和推荐阅读资料。

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0x01.定义与类型

定义：由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。
类型：创建型，但不属于GOF23中设计模式。
简介：通过一个专门的工厂类来创建其他类，这些被创建的类通常有一个共同的父类或接口。
uml类图

在这里插入图片描述

代码

//产品接口
public interface IProduct {
    void produce();
}

//产品实现
public class Product implements IProduct{
    @Override
    public void produce() {
        System.out.println("产品逻辑");
    }
}

//产品工厂
public class ProductFactory {
    public static IProduct createProduct(String name) {
        Product product = null;
        if ("product".equals(name)) {
            product = new Product();
        }
        return product;
    }
}

应用或测试

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        IProduct product = ProductFactory.createProduct("product");
        product.produce();
    }
}

输出结果

产品逻辑

通过简单工厂模式，可以看到有三个要素
- 产品接口：产品接口的主要目的是定义产品的规范，所有的产品实现都必须遵循产品接口定义的规范。产品接口是调用者最为关心的，产品接口定义的优劣直接决定了调用者代码的稳定性。同样，产品接口也可以用抽象类来代替，但要注意最好不要违反里氏替换原则。
- 产品实现：实现产品接口的具体类，决定了产品在客户端中的具体行为。
- 产品工厂：静态方法用来生产产品，与调用者直接交互用来提供产品。一般使用静态方法提供，注意当变更发生时，这个类违反了开闭原则。

0x02.适用场景

工厂类负责创建的对象比较少
客户端（应用层）只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象（逻辑）不关心

0x03.简单工厂的优缺点

优点：只需要传入一个正确的参数，就可以获取你所需要的对象，而无须知道其创建细节
缺点：工厂类的职责相对过重，增加新的产品，需要修改工厂类的判断逻辑，违背开闭原则

0x04.简单工厂的实线样例

假设IT教育课程，具有Java, Python等视频。他们都是视频类的子类，而有单独的视频工厂生产这些课程！
课程基类

public abstract class Video {
    public abstract void produce();
}

视频工厂

public class VideoFactory {
    /**
     * 每次新增加产品实线会修改代码
     * 不符合开闭原则
     * @param type
     * @return
     */
    public Video getVideo(String type) {
        if ("java".equalsIgnoreCase(type)) {
            return new JavaVideo();
        } else if ("python".equalsIgnoreCase(type)) {
            return new PythonVideo();
        } else return null;
    }

    /**
     * 反射方式实现
     * @param clazz
     * @return
     */
    public Video getVideo(Class clazz) {
        Video video = null;
        try {
            video = (Video) Class.forName(clazz.getName()).newInstance();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return video;
    }
}

Java, Python视频的具体实线类

public class JavaVideo extends Video {
    @Override
    public void produce() {
        System.out.println("录制Java课程视频");
    }
}

public class PythonVideo extends Video{
    @Override
    public void produce() {
        System.out.println("录制Python课程");
    }
}

最后的测试类，测试视频工厂输出的视频

public class Test {

//    public static void main(String[] args) {
//        Video video = new JavaVideo();
//        video.produce();
//    }

    public static void main(String[] args) {
        VideoFactory videoFactory = new VideoFactory();
        Video video1 = videoFactory.getVideo("python");
        if (video1 != null) {
            video1.produce();
        }
        Video video2 = videoFactory.getVideo("java");
        if (video2 != null) {
            video2.produce();
        }
    }

   /* public static void main(String[] args) {
        VideoFactory videoFactory = new VideoFactory();
        Video video = videoFactory.getVideo(PythonVideo.class);
        if (video != null) {
            video.produce();
        }
    }*/
}

输出结果

录制Python课程
录制Java课程视频

0x05.UML类图

在这里插入图片描述

如图uml所示：直接的应用类中并没有于具体实现类的耦合，这样当新增具体实现类时是不需要修改应用层业务逻辑

0x06.源码中的简单工厂

Calendar.createCalendar()：JDK时间处理类

//根据输入参数区分的具体实现
if (aLocale.hasExtensions()) {
    String caltype = aLocale.getUnicodeLocaleType("ca");
    if (caltype != null) {
        switch (caltype) {
        case "buddhist":
        cal = new BuddhistCalendar(zone, aLocale);
            break;
        case "japanese":
            cal = new JapaneseImperialCalendar(zone, aLocale);
            break;
        case "gregory":
            cal = new GregorianCalendar(zone, aLocale);
            break;
        }
    }
}