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大家好今天我们来聊聊设计模式中的工厂模式。如果你曾经为对象的创建感到头疼或者觉得代码中到处都是 new 关键字那么工厂模式就是你的救星本文基于《Head First 设计模式》的工厂模式章节带你从比萨店的故事中轻松掌握工厂模式的精髓附上 Java 代码示例让你彻底理解并爱上它 1. 简单工厂模式比萨店的起步
故事背景
小明开了一家比萨店刚开始只有两种比萨芝士比萨和素食比萨。每次接到订单小明都会根据客户的需求手动创建对应的比萨对象。
问题出现
随着生意越来越好比萨的种类也越来越多。小明发现每次新增一种比萨都需要修改订单处理的代码。这不仅麻烦还容易出错。
解决方案简单工厂模式
小明决定引入简单工厂模式将比萨的创建逻辑集中到一个工厂类中。这样无论比萨种类如何变化订单处理的代码都不需要修改。
代码实现
// 比萨接口
interface Pizza {void prepare();void bake();
}// 具体比萨芝士比萨
class CheesePizza implements Pizza {Overridepublic void prepare() {System.out.println(Preparing Cheese Pizza);}Overridepublic void bake() {System.out.println(Baking Cheese Pizza);}
}// 具体比萨素食比萨
class VeggiePizza implements Pizza {Overridepublic void prepare() {System.out.println(Preparing Veggie Pizza);}Overridepublic void bake() {System.out.println(Baking Veggie Pizza);}
}// 简单工厂
class SimplePizzaFactory {public Pizza createPizza(String pizzaType) {if (pizzaType.equals(cheese)) {return new CheesePizza();} else if (pizzaType.equals(veggie)) {return new VeggiePizza();} else {throw new IllegalArgumentException(Unknown pizza type);}}
}// 客户端代码
public class PizzaStore {public static void main(String[] args) {SimplePizzaFactory factory new SimplePizzaFactory();Pizza pizza factory.createPizza(cheese);pizza.prepare(); // 输出: Preparing Cheese Pizzapizza.bake(); // 输出: Baking Cheese Pizza}
}优点
将对象的创建逻辑集中在一个类中便于维护。客户端与具体产品解耦。
缺点
违反“开闭原则”新增产品时需要修改工厂类。 2. 工厂方法模式扩展比萨帝国
故事背景
小明的比萨店越做越大他决定开分店每个分店都有自己的特色比萨比如纽约风味芝士比萨和芝加哥风味素食比萨。
问题出现
如果继续使用简单工厂模式每次新增分店都需要修改工厂类这显然不够灵活。
解决方案工厂方法模式
小明决定采用工厂方法模式将比萨的创建延迟到子类。每个分店都可以实现自己的比萨创建逻辑。
代码实现
// 比萨接口
interface Pizza {void prepare();void bake();
}// 具体比萨纽约风味芝士比萨
class NYCheesePizza implements Pizza {Overridepublic void prepare() {System.out.println(Preparing NY Style Cheese Pizza);}Overridepublic void bake() {System.out.println(Baking NY Style Cheese Pizza);}
}// 具体比萨芝加哥风味素食比萨
class ChicagoVeggiePizza implements Pizza {Overridepublic void prepare() {System.out.println(Preparing Chicago Style Veggie Pizza);}Overridepublic void bake() {System.out.println(Baking Chicago Style Veggie Pizza);}
}// 工厂接口
abstract class PizzaStore {public Pizza orderPizza(String type) {Pizza pizza createPizza(type);pizza.prepare();pizza.bake();return pizza;}// 工厂方法protected abstract Pizza createPizza(String type);
}// 具体工厂纽约比萨店
class NYPizzaStore extends PizzaStore {Overrideprotected Pizza createPizza(String type) {if (type.equals(cheese)) {return new NYCheesePizza();} else {throw new IllegalArgumentException(Unknown pizza type);}}
}// 具体工厂芝加哥比萨店
class ChicagoPizzaStore extends PizzaStore {Overrideprotected Pizza createPizza(String type) {if (type.equals(veggie)) {return new ChicagoVeggiePizza();} else {throw new IllegalArgumentException(Unknown pizza type);}}
}// 客户端代码
public class PizzaTest {public static void main(String[] args) {PizzaStore nyStore new NYPizzaStore();Pizza pizza nyStore.orderPizza(cheese); // 输出: Preparing NY Style Cheese Pizza, Baking NY Style Cheese PizzaPizzaStore chicagoStore new ChicagoPizzaStore();pizza chicagoStore.orderPizza(veggie); // 输出: Preparing Chicago Style Veggie Pizza, Baking Chicago Style Veggie Pizza}
}优点
符合“开闭原则”新增产品时只需扩展子类。将对象的创建逻辑分散到子类降低了耦合度。
缺点
类的数量会增加系统复杂度提高。 3. 抽象工厂模式比萨与饮料的完美搭配
故事背景
小明发现客户不仅喜欢比萨还喜欢搭配饮料。于是他决定推出套餐每个套餐包含一款比萨和一款饮料。
问题出现
如果使用工厂方法模式比萨和饮料的创建逻辑会分散在不同的工厂中难以保证它们之间的兼容性。
解决方案抽象工厂模式
小明决定采用抽象工厂模式将比萨和饮料的创建逻辑集中到一个工厂中确保每个套餐的比萨和饮料是兼容的。
代码实现
// 比萨接口
interface Pizza {void prepare();
}// 饮料接口
interface Drink {void serve();
}// 具体比萨纽约风味芝士比萨
class NYCheesePizza implements Pizza {Overridepublic void prepare() {System.out.println(Preparing NY Style Cheese Pizza);}
}// 具体饮料纽约风味可乐
class NYCoke implements Drink {Overridepublic void serve() {System.out.println(Serving NY Style Coke);}
}// 具体比萨芝加哥风味素食比萨
class ChicagoVeggiePizza implements Pizza {Overridepublic void prepare() {System.out.println(Preparing Chicago Style Veggie Pizza);}
}// 具体饮料芝加哥风味雪碧
class ChicagoSprite implements Drink {Overridepublic void serve() {System.out.println(Serving Chicago Style Sprite);}
}// 抽象工厂接口
interface MealFactory {Pizza createPizza();Drink createDrink();
}// 具体工厂纽约风味套餐
class NYMealFactory implements MealFactory {Overridepublic Pizza createPizza() {return new NYCheesePizza();}Overridepublic Drink createDrink() {return new NYCoke();}
}// 具体工厂芝加哥风味套餐
class ChicagoMealFactory implements MealFactory {Overridepublic Pizza createPizza() {return new ChicagoVeggiePizza();}Overridepublic Drink createDrink() {return new ChicagoSprite();}
}// 客户端代码
public class MealTest {public static void main(String[] args) {MealFactory nyFactory new NYMealFactory();Pizza pizza nyFactory.createPizza();Drink drink nyFactory.createDrink();pizza.prepare(); // 输出: Preparing NY Style Cheese Pizzadrink.serve(); // 输出: Serving NY Style CokeMealFactory chicagoFactory new ChicagoMealFactory();pizza chicagoFactory.createPizza();drink chicagoFactory.createDrink();pizza.prepare(); // 输出: Preparing Chicago Style Veggie Pizzadrink.serve(); // 输出: Serving Chicago Style Sprite}
}优点
可以创建一组相关的对象保证它们之间的兼容性。符合“开闭原则”新增产品族时只需扩展工厂类。
缺点
类的数量会大幅增加系统复杂度提高。 总结
工厂模式的核心思想是将对象的创建与使用分离从而使得系统更加灵活和可维护。三种工厂模式各有优缺点
简单工厂模式适合创建逻辑简单的场景但违反“开闭原则”。工厂方法模式通过子类实现对象的创建符合“开闭原则”但会增加类的数量。抽象工厂模式适合创建一组相关对象的场景但系统复杂度较高。
在实际开发中应根据具体需求选择合适的工厂模式以达到代码的高内聚、低耦合。希望本文能帮助你更好地理解工厂模式并在项目中灵活运用 互动话题 你在项目中用过工厂模式吗遇到过哪些问题欢迎在评论区分享你的经验
