工厂模式(Factory Pattern)是 Java 中最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。
在工厂模式中,我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑,并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。
介绍
意图:定义一个创建对象的接口,让其子类自己决定实例化哪一个工厂类,工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。
主要解决:主要解决接口选择的问题。
何时使用:我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。
如何解决:让其子类实现工厂接口,返回的也是一个抽象的产品。
关键代码:创建过程在其子类执行。
应用实例: 1、您需要一辆汽车,可以直接从工厂里面提货,而不用去管这辆汽车是怎么做出来的,以及这个汽车里面的具体实现。
2、Hibernate 换数据库只需换方言和驱动就可以。
优点: 1、一个调用者想创建一个对象,只要知道其名称就可以了。
2、扩展性高,如果想增加一个产品,只要扩展一个工厂类就可以。
3、屏蔽产品的具体实现,调用者只关心产品的接口。
缺点:每次增加一个产品时,都需要增加一个具体类和对象实现工厂,使得系统中类的个数成倍增加,在一定程度上增加了系统的复杂度,同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。
使用场景:
1、日志记录器:记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等,用户可以选择记录日志到什么地方。
2、数据库访问,当用户不知道最后系统采用哪一类数据库,以及数据库可能有变化时。
3、设计一个连接服务器的框架,需要三个协议,"POP3"、"IMAP"、"HTTP",可以把这三个作为产品类,共同实现一个接口。
注意事项:作为一种创建类模式,在任何需要生成复杂对象的地方,都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式,而简单对象,特别是只需要通过
new 就可以完成创建的对象,无需使用工厂模式。如果使用工厂模式,就需要引入一个工厂类,会增加系统的复杂度。
实现
我们将创建一个 Shape 接口和实现 Shape 接口的实体类。下一步是定义工厂类 ShapeFactory。
FactoryPatternDemo,我们的演示类使用 ShapeFactory 来获取 Shape 对象。它将向 ShapeFactory 传递信息(CIRCLE
/ RECTANGLE / SQUARE),以便获取它所需对象的类型。
步骤 1
创建一个接口
public
interface
Shape{
void
draw();
}
步骤 2
创建实现接口的实体类。
public
class
Rectangle
implements
Shape{
@Override
public
void
draw(){
System.out.println("Inside
Rectangle::draw() method.");
}
}
public
class
Square
implements
Shape{
@Override
public
void
draw(){
System.out.println("Inside
Square::draw() method.");
}
}
public
class
Circle
implements
Shape{
@Override
public
void
draw(){
System.out.println("Inside
Circle::draw() method.");
}
}
步骤 3
创建一个工厂,生成基于给定信息的实体类的对象。
public
class
ShapeFactory{ //使用
getShape 方法获取形状类型的对象
public
Shape
getShape(String
shapeType){
if(shapeType==null){
returnnull;
}
if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE"))
{
return
newCircle();
}else
if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
returnnewRectangle();
}else
if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
returnnewSquare();
}
return
null;}
}
步骤 4
使用该工厂,通过传递类型信息来获取实体类的对象。
public
class
FactoryPatternDemo{
public
static
void
main(String[]
args){
ShapeFactory
shapeFactory=newShapeFactory();
//获取
Circle 的对象,并调用它的 draw 方法Shape
shape1=
shapeFactory.getShape("CIRCLE");
//调用
Circle 的 draw 方法 shape1.draw();
//获取
Rectangle 的对象,并调用它的 draw 方法
Shape
shape2= shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
//调用
Rectangle 的 draw 方法
shape2.draw();
//获取
Square 的对象,并调用它的 draw 方法
Shape
shape3= shapeFactory.getShape("SQUARE");
//调用
Square 的 draw 方法
shape3.draw();
}
}
步骤 5
验证输出。
InsideCircle::draw()
method.
InsideRectangle::draw()
method.
InsideSquare::draw()
method.
使用反射机制可以解决每次增加一个产品时,都需要增加一个对象实现工厂的缺点
public
class
ShapeFactory{
public
static
Object
getClass(Class<?extendsShape>
clazz){
Object
obj=null;
try{
obj=Class.forName(clazz.getName()).newInstance();
}catch(ClassNotFoundException
e){
e.printStackTrace();
}catch(InstantiationException
e){
e.printStackTrace();
}catch(IllegalAccessException
e){
e.printStackTrace();
}
return
obj;
}
}
使用采用强制转换
Rectangle
rect =(Rectangle)ShapeFactory.getClass(Rectangle.class);
rect.draw();
Square
square =(Square)ShapeFactory.getClass(Square.class);
square.draw();
这样就只需要一个对象实现工厂