Java设计模式之工厂模式详解

Java设计模式之工厂模式详解

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一、工厂模式核心思想

核心目标：解耦对象的创建与使用，通过统一的工厂接口屏蔽对象实例化细节，提升代码的可维护性和扩展性。

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二、三种工厂模式对比

模式类型	核心特点	适用场景
简单工厂模式	一个工厂类创建所有产品	产品类型少且固定
工厂方法模式	每个产品对应独立工厂，遵循开闭原则	需要扩展新产品类型
抽象工厂模式	创建产品族，保证兼容性	需要多个关联产品组合的场景

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三、模式详解与代码实现

1. 简单工厂模式（Simple Factory）

Mermaid类图

SimpleFactory

+createProduct(String type) : Product

«interface»

Product

+operation()

ProductA

+operation()

ProductB

+operation()

代码实现

// 产品接口
interface Product {
    void operation();
}

// 具体产品
class ProductA implements Product {
    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("ProductA created");
    }
}

// 简单工厂
class SimpleFactory {
    public static Product createProduct(String type) {
        return switch (type) {
            case "A" -> new ProductA();
            case "B" -> new ProductB();
            default -> throw new IllegalArgumentException();
        };
    }
}

// 客户端调用
Product product = SimpleFactory.createProduct("A");
product.operation();

特点

• ✅ 快速实现对象创建的统一管理
• ❌ 违反开闭原则（新增产品需修改工厂）

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2. 工厂方法模式（Factory Method）

Mermaid类图

创建依赖

«interface»

Factory

+createProduct() : Product

ConcreteFactoryA

+createProduct() : Product

«interface»

Product

+operation()

ProductA

+operation()

代码实现

// 抽象工厂
interface Factory {
    Product createProduct();
}

// 具体工厂
class ConcreteFactoryA implements Factory {
    @Override
    public Product createProduct() {
        return new ProductA();
    }
}

// 客户端调用
Factory factory = new ConcreteFactoryA();
Product product = factory.createProduct();
product.operation();

特点

• ✅ 符合开闭原则，扩展性更强
• ✅ 支持多态工厂（如数据库工厂、日志工厂）

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3. 抽象工厂模式（Abstract Factory）

Mermaid类图

«interface»

AbstractFactory

+createButton() : Button

+createTextField() : TextField

WinFactory

+createButton() : Button

+createTextField() : TextField

MacFactory

+createButton() : Button

+createTextField() : TextField

«interface»

Button

+render()

WinButton

+render()

MacButton

+render()

TextField

代码实现

// 抽象产品族
interface Button { void render(); }
interface TextField { void display(); }

// Windows风格产品
class WinButton implements Button {
    public void render() { System.out.println("Windows Button"); }
}

// 抽象工厂
interface AbstractFactory {
    Button createButton();
    TextField createTextField();
}

// 具体工厂
class WinFactory implements AbstractFactory {
    public Button createButton() { return new WinButton(); }
    public TextField createTextField() { return new WinTextField(); }
}

// 客户端调用
AbstractFactory factory = new WinFactory();
Button btn = factory.createButton();
btn.render();

特点

• ✅ 保证产品族的兼容性（如统一UI风格）
• ✅ 支持跨平台/多主题切换

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四、模式选择指南

1. 简单工厂：产品类型不超过5种且不频繁变更时使用
2. 工厂方法：需要灵活扩展新产品时（如插件系统）
3. 抽象工厂：需要管理多个关联产品时（如数据库连接工厂）

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