工厂模式 ( Factory Pattern ) - 设计模式基础教程

工厂模式（Factory Pattern）提供了一种创建对象的最佳方式

工厂模式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

工厂模式属于创建型模式

摘要

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

工厂模式

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 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

范例

1. 创建一个接口

Shape.java

// author: 简单教程(www.twle.cn)
// Copyright © 2015-2065 www.twle.cn. All rights reserved.

package cn.twle.gof;


public interface Shape {
   void draw();
}

2. 创建实现接口的实体类

Rectangle.java

// author: 简单教程(www.twle.cn)
// Copyright © 2015-2065 www.twle.cn. All rights reserved.

package cn.twle.gof;


public class Rectangle implements Shape {

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
   }
}

Square.java

// author: 简单教程(www.twle.cn)
// Copyright © 2015-2065 www.twle.cn. All rights reserved.

package cn.twle.gof;


public class Square implements Shape {

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Square::draw() method.");
   }
}

Circle.java

// author: 简单教程(www.twle.cn)
// Copyright © 2015-2065 www.twle.cn. All rights reserved.

package cn.twle.gof;


public class Circle implements Shape {

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
   }
}

3. 创建一个工厂，生成基于给定信息的实体类的对象

ShapeFactory.java

// author: 简单教程(www.twle.cn)
// Copyright © 2015-2065 www.twle.cn. All rights reserved.

package cn.twle.gof;


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){
         return null;
      }     
      if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
         return new Circle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
         return new Rectangle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
         return new Square();
      }
      return null;
   }
}

4. 使用该工厂，通过传递类型信息来获取实体类的对象

FactoryPatternDemo.java

// author: 简单教程(www.twle.cn)
// Copyright © 2015-2065 www.twle.cn. All rights reserved.

package cn.twle.gof;


public class FactoryPatternDemo {

   public static void main(String[] args) {
      ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();

      //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();
   }
}

编译运行以上 Java 范例，输出结果如下

$ javac -d . src/main/cn/twle/gof/FactoryPatternDemo.java
$ java  cn.twle.gof.FactoryPatternDemo
Inside Circle::draw() method.
Inside Rectangle::draw() method.
Inside Square::draw() method.