设计模式之工厂模式详解(定义、类型、优缺点、应用场景、实例类图）

工厂模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的设计模式之一，它提供了一种创建对象的方式，使得创建对象的过程与使用对象的过程分离。工厂模式提供了一种创建对象的方式，而无需指定要创建的具体类。通过使用工厂模式，可以将对象的创建逻辑封装在一个工厂类中，而不是在客户端代码中直接实例化对象，这样可以提高代码的可维护性和可扩展性。

一、工厂模式的定义与概要

意图

定义一个创建对象的接口，让其子类决定实例化哪一个具体的类。工厂模式使对象的创建过程延迟到子类。

主要解决

接口选择的问题。

何时使用

当我们需要在不同条件下创建不同实例时。

如何解决

通过让子类实现工厂接口，返回一个抽象的产品。

关键代码

对象的创建过程在子类中实现。

结构

工厂模式包含以下几个主要角色：

应用实例

二、工厂模式的类型

简单工厂模式不是一个正式的设计模式，但它是工厂模式的基础。它使用一个单独的工厂类来创建不同的对象，根据传入的参数决定创建哪种类型的对象。

工厂方法模式定义了一个创建对象的接口，但由子类决定实例化哪个类。工厂方法将对象的创建延迟到子类。

抽象工厂模式提供一个创建一系列相关或互相依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。

三、工厂模式的优缺点

优点

缺点

四、工厂模式的使用场景

工厂模式适用于生成复杂对象的场景。如果对象较为简单，通过 new 即可完成创建，则不必使用工厂模式。使用工厂模式会引入一个工厂类，增加系统复杂度。

五、工厂模式的实现

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。

Shape.java

publicinterfaceShape{
voiddraw();
}

Rectangle.java

publicclassRectangleimplementsShape{

@Override
publicvoiddraw(){
System.out.println("InsideRectangle::draw()method.");
}
}

Square.java

publicclassSquareimplementsShape{

@Override
publicvoiddraw(){
System.out.println("InsideSquare::draw()method.");
}
}

Circle.java

publicclassCircleimplementsShape{

@Override
publicvoiddraw(){
System.out.println("InsideCircle::draw()method.");}}

ShapeFactory.java

publicclassShapeFactory{

//使用getShape方法获取形状类型的对象
publicShapegetShape(StringshapeType){
if(shapeType==null){
returnnull;
}
if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
returnnewCircle();
}elseif(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
returnnewRectangle();
}elseif(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
returnnewSquare();
}
returnnull;
}
}

FactoryPatternDemo.java

publicclassFactoryPatternDemo{

publicstaticvoidmain(String[]args){
ShapeFactoryshapeFactory=newShapeFactory();

//获取Circle的对象，并调用它的draw方法
Shapeshape1=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
Shapeshape2=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
Shapeshape3=shapeFactory.getShape("SQUARE");

//调用Square的draw方法
shape3.draw();
}
}

InsideCircle::draw()method.
InsideRectangle::draw()method.
InsideSquare::draw()method.

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