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Java創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式之工廠方法模式深入詳解

更新時(shí)間：2022年09月23日 15:07:45 作者：丨Jack_Chen丨

工廠方法模式(FACTORY METHOD)是一種常用的類創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式,此模式的核心精神是封裝類中變化的部分，提取其中個(gè)性化善變的部分為獨(dú)立類，通過依賴注入以達(dá)到解耦、復(fù)用和方便后期維護(hù)拓展的目的。它的核心結(jié)構(gòu)有四個(gè)角色，分別是抽象工廠、具體工廠、抽象產(chǎn)品、具體產(chǎn)品

簡(jiǎn)單工廠模式

簡(jiǎn)單工廠模式(Simple Factory Pattern)是指由一個(gè)工廠對(duì)象決定創(chuàng)建出哪一種產(chǎn)品類的實(shí)例，但是它不屬于設(shè)計(jì)模式。

簡(jiǎn)單工廠適用于工廠類負(fù)責(zé)創(chuàng)建的對(duì)象較少的場(chǎng)景，且客戶端只需要傳入工廠類的參數(shù)，對(duì)于如何創(chuàng)建對(duì)象的邏輯不需要關(guān)心。

定義產(chǎn)品對(duì)象

public interface ICar {
    void create();
}
public class BMCar implements ICar{
    @Override
    public void create(){
        System.out.println("制造BM車");
    }
}
public class ADCar implements ICar {
    @Override
    public void create() {
        System.out.println("制造AD車");
    }
}

創(chuàng)建工廠類

創(chuàng)建一個(gè)實(shí)現(xiàn)工廠類，所有的對(duì)象交由該工廠類創(chuàng)建

public class CarFactory {
    public ICar create(ICar car) {
        if (car instanceof BMCar) {
            return new BMCar();
        } else if (car instanceof ADCar) {
            return new ADCar();
        } else {
            return null;
        }
    }
}
    public static void main(String[] args) {
        CarFactory carFactory = new CarFactory();
        ICar bm = carFactory.create(new BMCar());
        bm.create();
        ICar ad = carFactory.create(new ADCar());
        ad.create();
    }

工廠使用反射

上述方式隨著業(yè)務(wù)擴(kuò)展，就需要修改createAnimal方法中的邏輯代碼，不符合開閉原則。

可使用反射技術(shù)，即使業(yè)務(wù)變化擴(kuò)展，也不需要修改AnimalFactory中的邏輯代碼

public class CarFactory {
    public ICar create(String className) {
        try {
            if (!(null == className || "".equals(className))) {
                return (ICar) Class.forName(className).newInstance();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}
    public static void main(String[] args) {
        CarFactory carFactory = new CarFactory();
        ICar bm = carFactory.create("cn.ybzy.demo.BMCar");
        bm.create();
    }

上述方式的缺點(diǎn)是方法參數(shù)是字符串，有著不可控的風(fēng)險(xiǎn)。可進(jìn)一步優(yōu)化，使用強(qiáng)制類型限制，控制參數(shù)傳遞

public class CarFactory {
    public ICar create(Class<? extends ICar> clazz) {
        try {
            if (!(null == clazz)) {
                return clazz.newInstance();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}
    public static void main(String[] args) {
        CarFactory carFactory = new CarFactory();
        ICar bm = carFactory.create(BMCar.class);
        bm.create();
    }

工廠方法模式

概述

工廠方法模式是簡(jiǎn)單工廠模式的衍生，解決了許多簡(jiǎn)單工廠模式的問題。工廠方法模式屬于創(chuàng)建型模式。

工廠模式(Factory Pattern)是Java中最常用的設(shè)計(jì)模式之一。它提供了一種創(chuàng)建對(duì)象的最佳方式。

它定義一個(gè)創(chuàng)建對(duì)象的接口，讓其子類自己決定實(shí)例化哪一個(gè)工廠類，工廠模式使其創(chuàng)建過程延遲到子類進(jìn)行。

在工廠方法模式中只需要關(guān)心所需產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的工廠，無須關(guān)心創(chuàng)建細(xì)節(jié)，而且加入新的產(chǎn)品符合開閉原則。

應(yīng)用場(chǎng)景

1.創(chuàng)建對(duì)象需要大量重復(fù)的代碼。

2.客戶端（應(yīng)用層）不依賴于產(chǎn)品類實(shí)例如何被創(chuàng)建、實(shí)現(xiàn)等細(xì)節(jié)。

3.一個(gè)類通過其子類來指定創(chuàng)建哪個(gè)對(duì)象。

優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

1.一個(gè)調(diào)用者想創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，只需要知道其名稱就可以

2.擴(kuò)展性高，如果想增加一個(gè)產(chǎn)品，只需要擴(kuò)展一個(gè)工廠類

3.屏蔽產(chǎn)品的具體實(shí)現(xiàn)，調(diào)用者只關(guān)心產(chǎn)品的接口

缺點(diǎn)：

1.每增加一個(gè)產(chǎn)品時(shí)，都需要增加一個(gè)具體類和對(duì)象實(shí)現(xiàn)工廠，使系統(tǒng)中類的個(gè)數(shù)成倍增加，在一定程度上增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度，同時(shí)也增加了系統(tǒng)具體類的依賴。

主要角色

1.抽象產(chǎn)品角色(Product)

工廠方法模式所創(chuàng)建的對(duì)象的超類型，也就是產(chǎn)品對(duì)象的共同父類或共同擁有的接口。

2.具體產(chǎn)品角色(Concrete Product)

這個(gè)角色實(shí)現(xiàn)了抽象產(chǎn)品角色所定義的接口。某具體產(chǎn)品有專門的具體工廠創(chuàng)建，它們之間往往一一對(duì)應(yīng)。

3.抽象工廠角色(Creator)

是工廠方法模式的核心，與應(yīng)用程序無關(guān)。任何在模式中創(chuàng)建的對(duì)象的工廠類必須實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口。

4.具體工廠角色(Concrete Creator)

這是實(shí)現(xiàn)抽象工廠接口的具體工廠類，包含與應(yīng)用程序密切相關(guān)的邏輯，并且受到應(yīng)用程序調(diào)用以創(chuàng)建產(chǎn)品對(duì)象。

工廠方法模式的基本使用

創(chuàng)建抽象產(chǎn)品

創(chuàng)建抽象產(chǎn)品角色，工廠類所創(chuàng)建的產(chǎn)品的父類，封裝了產(chǎn)品對(duì)象的公共方法

public abstract class AbstractCar {
    public abstract void run();
}

創(chuàng)建具體產(chǎn)品

public class Car extends AbstractCar {
    public void run() {
        System.out.println("Car run");
    }
}

創(chuàng)建抽象工廠

public abstract class ICarFactory {
    public abstract <T> T create(Class<T> clazz);
}

創(chuàng)建具體工廠

創(chuàng)建多個(gè)實(shí)現(xiàn)抽象工廠接口的具體工廠類。負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建產(chǎn)品的內(nèi)部邏輯，該工廠類可以被直接調(diào)用，創(chuàng)建所需的具體對(duì)象。

public class CarFactory extends ICarFactory {
    @Override
    public <T> T create(Class<T> clazz) {
        Car car;
        try {
            car = (Car) Class.forName(clazz.getName()).getConstructor().newInstance();
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        return (T) car;
    }
}

客戶端執(zhí)行

通過一個(gè)工廠類，對(duì)實(shí)現(xiàn)了同一接口的一些類進(jìn)行實(shí)例的創(chuàng)建

    public static void main(String[] args) {
        ICarFactory factory = new CarFactory();
        Car car = factory.create(Car.class);
        car.run();
    }