设计模式复习: 工厂模式探索与对比

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2024-01-07 21:42:30

导语

在软件设计中，创建型模式是一个非常重要的模式族，它提供了多种创建对象的方式，以满足不同场景下的需求。其中，工厂模式是创建型模式的核心，它提供了一种创建对象的通用方法，使得对象的创建与使用分离，从而提高代码的可维护性和灵活性。

在本文中，我们将回顾工厂模式的几种常见实现方式，包括工厂模式、简单工厂模式和抽象工厂模式，并对其进行对比，以便更好地理解它们的异同和适用场景。此外，我们还将探讨工厂模式在实际项目中的应用，并提供一些使用技巧和最佳实践。

工厂模式

工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一种创建对象的通用方法，使得对象的创建与使用分离。这样，当需要创建对象时，客户端只需通过工厂来创建，而无需关心对象的具体创建过程。这使得代码更加灵活和可维护。

工厂模式的主要优点包括：

提高代码的可维护性和灵活性。通过将对象的创建与使用分离，使得代码更加容易修改和维护。
提高代码的可复用性。工厂模式可以将对象的创建过程封装在一个单独的类中，这样就可以在不同的程序中重复使用。
提高代码的扩展性。工厂模式可以很容易地添加新的对象类型，而无需修改现有代码。

工厂模式的实现方式有多种，包括工厂模式、简单工厂模式和抽象工厂模式。

工厂模式

工厂模式是一种最基本的工厂模式实现方式。它通过一个工厂类来创建对象，工厂类负责根据不同的参数创建不同的对象。例如，在下面的代码中，我们定义了一个工厂类 ShapeFactory 来创建不同的形状对象：

public class ShapeFactory {

    public Shape getShape(String shapeType) {
        if (shapeType.equals("Circle")) {
            return new Circle();
        } else if (shapeType.equals("Square")) {
            return new Square();
        } else if (shapeType.equals("Rectangle")) {
            return new Rectangle();
        } else {
            return null;
        }
    }
}

在客户端代码中，我们可以通过 ShapeFactory 类来创建不同的形状对象：

ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();

Shape circle = shapeFactory.getShape("Circle");
Shape square = shapeFactory.getShape("Square");
Shape rectangle = shapeFactory.getShape("Rectangle");

简单工厂模式

简单工厂模式是一种更为简单的工厂模式实现方式。它通过一个工厂类来创建对象，但工厂类并不负责根据不同的参数创建不同的对象，而是直接创建一种特定的对象。例如，在下面的代码中，我们定义了一个工厂类 ShapeFactory 来创建圆形对象：

public class ShapeFactory {

    public Shape getShape() {
        return new Circle();
    }
}

在客户端代码中，我们可以通过 ShapeFactory 类来创建圆形对象：

ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();

Shape circle = shapeFactory.getShape();

简单工厂模式的优点是简单易用，但它的缺点是灵活性较差，当需要创建不同类型的对象时，需要修改工厂类。

抽象工厂模式

抽象工厂模式是一种更为复杂的工厂模式实现方式。它通过一个抽象工厂类来创建对象，抽象工厂类负责根据不同的参数创建不同的工厂类，而这些工厂类负责创建不同的对象。例如，在下面的代码中，我们定义了一个抽象工厂类 ShapeFactory 来创建不同的形状工厂类：

public abstract class ShapeFactory {

    public abstract Shape getShape(String shapeType);
}

我们还可以定义一个具体工厂类 CircleFactory 来创建圆形对象：

public class CircleFactory extends ShapeFactory {

    @Override
    public Shape getShape(String shapeType) {
        if (shapeType.equals("Circle")) {
            return new Circle();
        } else {
            return null;
        }
    }
}

在客户端代码中，我们可以通过 ShapeFactory 类来创建不同的形状工厂类，然后通过这些工厂类来创建不同的形状对象：

ShapeFactory shapeFactory = new CircleFactory();

Shape circle = shapeFactory.getShape("Circle");

抽象工厂模式的优点是灵活性强，当需要创建不同类型的对象时，只需要修改工厂类即可，而无需修改客户端代码。但它的缺点是较为复杂，实现起来也更为困难。

对比

下表对工厂模式、简单工厂模式和抽象工厂模式进行了对比：

特征	工厂模式	简单工厂模式	抽象工厂模式
优点	提高代码的可维护性和灵活性	简单易用	灵活性强
缺点	较为复杂	灵活性较差	较为复杂
适用场景	需要创建多种类型的对象	需要创建一种特定的对象	需要创建多种类型的对象，且需要灵活地切换不同的工厂类