工厂方法模式-Factory Method Pattern

最新推荐文章于 2025-06-10 22:40:01 发布

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分类专栏：设计模式文章标签： java 设计模式

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工厂方法模式是一种类创建型设计模式，允许子类决定实例化哪个类。它定义了一个创建对象的接口，由具体工厂类决定创建哪个具体产品类的对象，从而实现职责的分离。此模式在扩展时只需添加新的具体产品和具体工厂，符合开闭原则。通过Java示例展示了如何实现工厂方法模式，包括抽象产品、具体产品、抽象工厂和具体工厂的角色。同时，利用XML配置文件和反射机制，可以在运行时动态创建工厂对象，提高了系统的灵活性。

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工厂方法模式-Factory Method Pattern

工厂方法模式(Factory Method Pattern)：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定将哪一个类实例化。工厂方法模式让一个类的实例化延迟到其子类。工厂方法模式又简称为工厂模式(Factory Pattern)，又称作虚拟构造器模式(Virtual Constructor Pattern)或多态工厂模式(Polymorphic Factory Pattern)。工厂方法模式是一种类创建型模式

这是它的结构图：

在这里插入图片描述
它包含四个角色：

● Product（抽象产品）：它是定义产品的接口，是工厂方法模式所创建对象的超类型，也就是产品对象的公共父类。

● ConcreteProduct（具体产品）：它实现了抽象产品接口，某种类型的具体产品由专门的具体工厂创建，具体工厂和具体产品之间一一对应。

● Factory（抽象工厂）：在抽象工厂类中，声明了工厂方法(Factory Method)，用于返回一个产品。抽象工厂是工厂方法模式的核心，所有创建对象的工厂类都必须实现该接口。

● ConcreteFactory（具体工厂）：它是抽象工厂类的子类，实现了抽象工厂中定义的工厂方法，并可由客户端调用，返回一个具体产品类的实例。

完整解决方案

开发人员决定使用工厂方法模式来设计日志记录器，其基本结构如图所示：

在这里插入图片描述

//日志记录器接口：抽象产品
   interface Logger {
   public void writeLog();
   }
   
   //数据库日志记录器：具体产品
   class DatabaseLogger implements Logger {
   public void writeLog() {
   System.out.println("数据库日志记录。");
   }
   }
   //文件日志记录器：具体产品
    class FileLogger implements Logger {
    public void writeLog() {
    System.out.println("文件日志记录。");
    }
    }
    //日志记录器工厂接口：抽象工厂
    interface LoggerFactory {
    public Logger createLogger();
    }
   //数据库日志记录器工厂类：具体工厂
    class DatabaseLoggerFactory implements LoggerFactory {
    public Logger createLogger() {
    //连接数据库，代码省略
    //创建数据库日志记录器对象
    Logger logger = new DatabaseLogger();
    //初始化数据库日志记录器，代码省略
    return logger;
    }
    }
    //文件日志记录器工厂类：具体工厂
   class FileLoggerFactory implements LoggerFactory {
   public Logger createLogger() {
   //创建文件日志记录器对象
   Logger logger = new FileLogger();
   //创建文件，代码省略
   return logger;
   }
   }
   //客户端代码

class Client {
   public static void main(String args[]) {
   LoggerFactory factory;
   Logger logger;
   factory = new FileLoggerFactory(); //可引入配置文件实现
   logger = factory.createLogger();
   logger.writeLog();
   }
   }

我们可以通过Java的反射机制和xml完成创建工厂对象

先来个config.xml的代码

   <!— config.xml -->
   <?xml version="1.0"?>
   <config>
   <className>FileLoggerFactory</className>
   </config>

再来个xml读取工具类 XMLUtil

//工具类XMLUtil.java
   import javax.xml.parsers.*;
   import org.w3c.dom.*;
   import org.xml.sax.SAXException;
   import java.io.*;
  
   public class XMLUtil {
   //该方法用于从XML配置文件中提取具体类类名，并返回一个实例对象
   public static Object getBean() {
    try {
    //创建DOM文档对象
    DocumentBuilderFactory dFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
    DocumentBuilder builder = dFactory.newDocumentBuilder();
    Document doc;
    doc = builder.parse(new File("config.xml"));
   
    //获取包含类名的文本节点
    NodeList nl = doc.getElementsByTagName("className");
    Node classNode=nl.item(0).getFirstChild();
    String cName=classNode.getNodeValue();
   
    //通过类名生成实例对象并将其返回
    Class c=Class.forName(cName);
    Object obj=c.newInstance();
    return obj;
    }
    catch(Exception e) {
    e.printStackTrace();
   return null;
    }
    }
    }

客户端代码如下：

class Client {
   public static void main(String args[]) {
   LoggerFactory factory;
   Logger logger;
   factory = (LoggerFactory)XMLUtil.getBean(); //getBean()的返回类型为Object，需要进行强制类型转换
   logger = factory.createLogger();
   logger.writeLog();
   }
   }

也可以直接向客户端隐藏了工厂的方法

在这里插入图片描述
工厂类把logger的创建内置：

//改为抽象类
   abstract class LoggerFactory {
   //在工厂类中直接调用日志记录器类的业务方法writeLog()
   public void writeLog() {
   Logger logger = this.createLogger();
   logger.writeLog();
   }
  
   public abstract Logger createLogger();
   }