Android知识：从简单到抽象的工厂模式_android 工厂模式-优快云博客

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在软件开发中，设计模式是解决特定设计问题的最佳实践。工厂模式（Factory Pattern）是其中非常重要且广泛使用的一种创建型设计模式，旨在解决对象的创建问题，将对象的创建与使用分离，降低系统的耦合度，提高系统的可扩展性和可维护性。本文将深入探讨工厂模式的三种类型：简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式，并通过详细的示例和UML图来说明每种模式的应用场景、优点及在Android或Java中的实际使用。

一、工厂模式概述

工厂模式的核心在于定义一个用于创建对象的接口，但让子类决定要实例化的类是哪一个。工厂模式让类的实例化推迟到子类中进行，从而使系统具有更好的扩展性和灵活性。工厂模式主要用于创建复杂对象时隐藏实例化逻辑，并可通过一个共同的接口来访问新创建的对象。

二、简单工厂模式（Simple Factory）

2.1 定义

简单工厂模式也称为静态工厂方法模式，它由一个工厂类根据传入的参数，动态地决定应该创建哪一个产品类（即类的实例）的实例。该工厂类含有必要的逻辑，用于根据接收到的信息返回对应类的实例。

2.2 优点

分离了实例化逻辑：客户端不需要知道具体产品的类名，只需要知道对应的参数。
减少了类的依赖：客户端只需要知道工厂类和使用的产品接口。

2.3 缺点

违背开闭原则：当需要增加新产品时，需要修改工厂类的判断逻辑，违背了开闭原则（软件实体应当对扩展开放，对修改关闭）。
不易于扩展和维护：随着产品种类的增加，工厂类的逻辑会变得越来越复杂。

2.4 示例

在前面的示例中，我们定义了一个IMapView接口和BaiduMapView实现类，并通过MapViewFactory工厂类来创建IMapView的实例。这里稍作修改，以更清晰地展示简单工厂模式。

// IMapView 接口  
public interface IMapView {  
    void getView();  
    void setMapType(String mapType);  
}  
  
// BaiduMapView 实现类  
public class BaiduMapView implements IMapView {  
    @Override  
    public void getView() {  
        System.out.println("调用了百度地图的getView");  
    }  
  
    @Override  
    public void setMapType(String mapType) {  
        System.out.println("百度地图设置了类型：" + mapType);  
    }  
}  
  
// 工厂类  
public class MapViewFactory {  
    public static IMapView createMapView(String type) {  
        if ("Baidu".equals(type)) {  
            return new BaiduMapView();  
        }  
        // 可以添加更多产品的创建逻辑  
        return null;  
    }  
}  
  
// 客户端代码  
public class SimpleFactoryTest {  
    public static void main(String[] args) {  
        IMapView mapView = MapViewFactory.createMapView("Baidu");  
        mapView.getView();  
        mapView.setMapType("卫星图");  
    }  
}

2.5 Android中的应用

在Android开发中，简单工厂模式的应用非常广泛，比如BitmapFactory、XmlPullParserFactory等。这些类通过提供静态方法来创建特定类型的对象，降低了客户端与具体实现类的耦合度。

三、工厂方法模式（Factory Method）

3.1 定义

工厂方法模式将对象的创建延迟到子类中进行，通过定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法让类的实例化推迟到子类中进行。

3.2 优点

符合开闭原则：当需要增加新的产品时，只需添加新的具体产品类和对应的具体工厂类，原有系统代码无需修改。
提高了系统的扩展性和灵活性：每个具体工厂类只负责创建对应的产品，系统可以通过使用不同的具体工厂类来创建不同的产品对象。

3.3 缺点

增加了类的数量：每增加一个产品，都需要增加一个具体产品类和一个具体工厂类。
增加了系统的复杂度：系统中类的数量增多，系统的复杂度和维护成本也会相应增加。

3.4 示例

在前面的示例基础上，我们可以将MapViewFactory改造为抽象工厂类，并通过不同的子类来实现不同的地图创建逻辑。

// 抽象工厂类  
public abstract class MapViewFactory {  
    public abstract IMapView createMapView();  
}  
  
// BaiduMapViewFactory 具体工厂类  
public class BaiduMapViewFactory extends MapViewFactory {  
    @Override  
    public IMapView createMapView() {  
        return new BaiduMapView();  
    }  
}  
  
// 客户端代码  
public class FactoryMethodTest {  
    public static void main(String[] args) {  
        MapViewFactory factory = new BaiduMapViewFactory();  
        IMapView mapView = factory.createMapView();  
        mapView.getView();  
        mapView.setMapType("卫星图");  
    }  
}

3.5 Java中的应用

在Java标准库中，List、Set、Map等集合类就广泛使用了工厂方法模式。例如，List接口提供了of、copyOf等静态方法，这些方法实际上是工厂方法，用于创建不可变的List实例。

四、抽象工厂模式（Abstract Factory）

4.1 定义

抽象工厂模式提供一个接口，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。抽象工厂模式允许客户端使用抽象的接口来创建一组相关的产品，而不需要知道（或关心）实际产出的具体产品类是什么。

4.2 优点

封装性：客户端只需要关心产品的接口，而不需要知道具体的实现类。
扩展性：当增加新的产品族时，只需要增加新的具体工厂类和具体产品类，原有系统代码无需修改。

4.3 缺点

难以增加新的产品：如果需要在产品族中增加新的产品，则所有的工厂类都需要进行修改。
系统复杂度增加：系统中类的数量会大量增加，增加了系统的复杂度和维护成本。

4.4 示例

在前面的地图示例基础上，我们可以引入抽象工厂模式，支持创建不同类型的地图服务（如地图、导航、定位等）。

// 抽象工厂  
public abstract class MapServiceFactory {  
    public abstract MapService createMapService();  
    public abstract NavigationService createNavigationService();  
    public abstract LocationService createLocationService();  
}  
  
// 具体工厂：百度地图工厂  
public class BaiduMapServiceFactory extends MapServiceFactory {  
    @Override  
    public MapService createMapService() {  
        return new BaiduMapService();  
    }  
  
    @Override  
    public NavigationService createNavigationService() {  
        return new BaiduNavigationService();  
    }  
  
    @Override  
    public LocationService createLocationService() {  
        return new BaiduLocationService();  
    }  
}  
  
// 客户端代码  
public class AbstractFactoryTest {  
    public static void main(String[] args) {  
        MapServiceFactory factory = new BaiduMapServiceFactory();  
        MapService mapService = factory.createMapService();  
        NavigationService navigationService = factory.createNavigationService();  
        LocationService locationService = factory.createLocationService();  
          
        // 使用服务...  
    }  
}

4.5 Android中的应用

在Android开发中，抽象工厂模式的应用相对较少，因为Android框架本身提供了大量的工具和类来简化开发。但在一些复杂的系统中，如需要同时支持多种类型的UI组件或服务时，可以考虑使用抽象工厂模式来管理这些组件或服务的创建。

五、总结与对比

简单工厂模式：适用于产品种类较少且不会频繁增加的情况。它通过静态方法来创建对象，简单易用，但违背了开闭原则，扩展性较差。
工厂方法模式：适用于产品种类较多且需要频繁扩展的情况。它将对象的创建延迟到子类中进行，符合开闭原则，提高了系统的扩展性和灵活性。
抽象工厂模式：适用于需要创建一组相关或依赖对象的家族的情况。它提供了创建产品家族的接口，使得客户端在不知道具体产品类的情况下，能够创建一组相关的产品对象。但系统复杂度较高，难以增加新的产品。

在实际开发中，应根据具体需求和场景来选择合适的工厂模式。通过合理使用工厂模式，可以有效地降低系统的耦合度，提高系统的可扩展性和可维护性。

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