Java设计模式——工厂三兄弟之简单工厂模式

简单工厂模式

工厂模式是最常用的一类创建型设计模式,包括 抽象工厂模式,工厂方法模式和简单工厂模式 这三种,简单工厂模式是其中最简单的一种。

简单工厂模式(Simple Factory Pattern):定义一个工厂类,它可以根据参数的不同返回不同类的实例,被创建的实例通常都具有共同的父类。

因为在简单工厂模式中用于创建实例的方法是静态(static)方法,因此简单工厂模式又被称为静态工厂方法(Static Factory Method)模式,它属于类创建型模式,但不属于GOF23种设计模式

角色

Factory(工厂角色):工厂角色即工厂类,它是简单工厂模式的核心,负责实现创建所有产品实例的内部逻辑;工厂类可以被外界直接调用,创建所需的产品对象;在工厂类中提供了静态的工厂方法factoryMethod(),它的返回类型为抽象产品类型Product

Product(抽象产品角色):它是工厂类所创建的所有对象的父类,封装了各种产品对象的公有方法,它的引入将提高系统的灵活性,使得在工厂类中只需定义一个通用的工厂方法,因为所有创建的具体产品对象都是其子类对象。

Factory(工厂角色):工厂角色即工厂类,它是简单工厂模式的核心,负责实现创建所有产品实例的内部逻辑;工厂类可以被外界直接调用,创建所需的产品对象;在工厂类中提供了静态的工厂方法factoryMethod(),它的返回类型为抽象产品类型Product

ConcreteProduct(具体产品角色):它是简单工厂模式的创建目标,所有被创建的对象都充当这个角色的某个具体类的实例。每一个具体产品角色都继承了抽象产品角色,需要实现在抽象产品中声明的抽象方法

示例

抽象产品类 Video,定义了抽象方法 produce()

public abstract class Video {

public abstract void produce();

}

具体产品类 JavaVideo 和 PythonVideo,都继承了抽象产品类 Video

工厂类实现的两种方法:使用if-else判断和使用反射来创建对象

public class VideoFactory {

/**

* 使用if else 判断类型,type 为 Java 则返回 JavaVideo, type为Python则返回 PythonVideo

*/

public Video getVideo(String type) {

if ("java".equalsIgnoreCase(type)) {

return new JavaVideo();

} else if ("python".equalsIgnoreCase(type)) {

return new PythonVideo();

}

return null;

}

/**

* 使用反射来创建对象

*/

public Video getVideo(Class c) {

Video video = null;

try {

video = (Video) Class.forName(c.getName()).newInstance();

} catch (InstantiationException e) {

e.printStackTrace();

} catch (IllegalAccessException e) {

e.printStackTrace();

} catch (ClassNotFoundException e) {

e.printStackTrace();

}

return video;

}

}

使用一个客户端来调用工厂类

public class Test {

public static void main(String[] args) {

VideoFactory videoFactory = new VideoFactory();

Video video1 = videoFactory.getVideo("python");

if (video1 == null) {

return;

}

video1.produce();

Video video2 = videoFactory.getVideo(JavaVideo.class);

if (video2 == null) {

return;

}

video2.produce();

}

}

输出

录制Python课程视频

录制Java课程视频

Test类通过传递参数给VideoFactory.getVideo()来获取对象,创建对象的逻辑交给了工厂类VideoFactory来完成

优点

工厂类包含必要的判断逻辑,可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例,客户端可以免除直接创建产品对象的职责,而仅仅“消费”产品,简单工厂模式实现了对象创建和使用的分离。

客户端无须知道所创建的具体产品类的类名,只需要知道具体产品类所对应的参数即可,对于一些复杂的类名,通过简单工厂模式可以在一定程度减少使用者的记忆量。

通过引入配置文件,可以在不修改任何客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类,在一定程度上提高了系统的灵活性。

缺点

由于工厂类集中了所有产品的创建逻辑,职责过重,一旦不能正常工作,整个系统都要受到影响。

使用简单工厂模式势必会增加系统中类的个数(引入了新的工厂类),增加了系统的复杂度和理解难度。

系统扩展困难,一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑,在产品类型较多时,有可能造成工厂逻辑过于复杂,不利于系统的扩展和维护,且违背开闭原则。

简单工厂模式由于使用了静态工厂方法,造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。

适用场景

工厂类负责创建的对象比较少,由于创建的对象较少,不会造成工厂方法中的业务逻辑太过复杂。

客户端只知道传入工厂类的参数,对于如何创建对象并不关心。

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