Java工廠模式詳解：簡單工廠、工廠方法和抽象工廠
#工廠模式是一種常用的設計模式，它用於根據不同的需求動態創建對象，將物件的建立與使用分離，提高程式碼的可重複使用性和可擴充性。在Java中，工廠模式主要有三種形式：簡單工廠、工廠方法、抽象工廠。
一、簡單工廠模式
簡單工廠模式是最基本的工廠模式，也是最簡單的一種形式。它透過一個工廠類別來建立對象，根據不同的參數來決定要建立哪種類型的對象。
首先，定義一個抽象的產品類，所有特定產品類別都繼承自該抽象類別。然後，建立一個工廠類，該類包含一個靜態方法，根據不同的參數傳回相應的特定產品。
下面是一個範例程式碼，模擬汽車生產的過程：
// 定义抽象产品类
abstract class Car {
public abstract void produce();
}
// 定义具体产品类
class BenzCar extends Car {
public void produce() {
System.out.println("生产奔驰汽车");
}
}
class BMWCar extends Car {
public void produce() {
System.out.println("生产宝马汽车");
}
}
// 实现工厂类
class CarFactory {
public static Car createCar(String brand) {
if (brand.equals("Benz")) {
return new BenzCar();
} else if (brand.equals("BMW")) {
return new BMWCar();
} else {
throw new IllegalArgumentException("Unsupported brand:" + brand);
}
}
}
// 测试代码
public class SimpleFactoryPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
Car benz = CarFactory.createCar("Benz");
benz.produce();
Car bmw = CarFactory.createCar("BMW");
bmw.produce();
}
}登入後複製
透過呼叫CarFactory.createCar方法，根據不同的參數可以建立不同品牌的汽車物件。
簡單工廠模式的優點是簡單易懂，適用於簡單的場景。但是缺點是違反了開放封閉原則，當新增一種產品時，需要修改工廠類別的程式碼。
二、工廠方法模式
工廠方法模式是簡單工廠模式的擴展，它引入了一個抽象的工廠類別來定義方法，具體的產品創建由子類別工廠類別實作。每個特定工廠類別只負責創建一種類型的產品。
首先，定義一個抽象的產品類，同樣由所有特定產品類繼承。然後，建立一個抽象的工廠類，該類別包含一個抽象的創建產品的方法。每個特定的工廠類別負責創建一種產品。
下面是一個範例程式碼，模擬手機生產的過程：
// 定义抽象产品类
abstract class Phone {
public abstract void produce();
}
// 定义具体产品类
class ApplePhone extends Phone {
public void produce() {
System.out.println("生产苹果手机");
}
}
class HuaweiPhone extends Phone {
public void produce() {
System.out.println("生产华为手机");
}
}
// 定义抽象工厂类
abstract class PhoneFactory {
public abstract Phone createPhone();
}
// 定义具体工厂类
class ApplePhoneFactory extends PhoneFactory {
public Phone createPhone() {
return new ApplePhone();
}
}
class HuaweiPhoneFactory extends PhoneFactory {
public Phone createPhone() {
return new HuaweiPhone();
}
}
// 测试代码
public class FactoryMethodPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
PhoneFactory appleFactory = new ApplePhoneFactory();
Phone applePhone = appleFactory.createPhone();
applePhone.produce();
PhoneFactory huaweiFactory = new HuaweiPhoneFactory();
Phone huaweiPhone = huaweiFactory.createPhone();
huaweiPhone.produce();
}
}登入後複製
透過實現不同的特定工廠類，每個工廠類負責創建一種類型的手機物件。使用工廠方法模式，可以輕鬆新增更多的產品系列，而不需要修改現有的程式碼。
工廠方法模式的優點是符合開放封閉原則，每個特定工廠類別只負責創建一種產品，易於擴展。但缺點是增加了系統的複雜度，需要為每個產品定義一個特定工廠類別。
三、抽象工廠模式
抽象工廠模式是工廠方法模式的繼續擴展，它引入了一個抽象的工廠類別來定義一組方法，每個方法負責創建一個產品系列。每個特定工廠類別負責創建一種產品系列。
首先，定義抽象的產品類別和抽象的工廠類，每個抽象工廠類別包含多個抽象的創建產品的方法。然後，創建具體的產品類別和具體的工廠類，分別實現抽象的產品類別和工廠類別。
下面是一個範例程式碼，模擬電視和冰箱生產的過程：
// 定义抽象产品类
abstract class TV {
public abstract void produce();
}
abstract class Refrigerator {
public abstract void produce();
}
// 定义具体产品类
class SamsungTV extends TV {
public void produce() {
System.out.println("生产三星电视");
}
}
class TCLTV extends TV {
public void produce() {
System.out.println("生产TCL电视");
}
}
class HaierRefrigerator extends Refrigerator {
public void produce() {
System.out.println("生产海尔冰箱");
}
}
class GreeRefrigerator extends Refrigerator {
public void produce() {
System.out.println("生产格力冰箱");
}
}
// 定义抽象工厂类
abstract class ApplianceFactory {
public abstract TV createTV();
public abstract Refrigerator createRefrigerator();
}
// 定义具体工厂类
class SamsungFactory extends ApplianceFactory {
public TV createTV() {
return new SamsungTV();
}
public Refrigerator createRefrigerator() {
return new HaierRefrigerator();
}
}
class TCLFactory extends ApplianceFactory {
public TV createTV() {
return new TCLTV();
}
public Refrigerator createRefrigerator() {
return new GreeRefrigerator();
}
}
// 测试代码
public class AbstractFactoryPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
ApplianceFactory samsungFactory = new SamsungFactory();
TV samsungTV = samsungFactory.createTV();
Refrigerator haierRefrigerator = samsungFactory.createRefrigerator();
samsungTV.produce();
haierRefrigerator.produce();
ApplianceFactory tclFactory = new TCLFactory();
TV tclTV = tclFactory.createTV();
Refrigerator greeRefrigerator = tclFactory.createRefrigerator();
tclTV.produce();
greeRefrigerator.produce();
}
}登入後複製
透過實現不同的具體工廠類，每個特定工廠類別負責創建一種產品系列。使用抽象工廠模式，可以非常方便地新增更多的產品系列，而不需要修改現有的程式碼。
抽象工廠模式的優點是符合開放封閉原則，易於擴展，同時可以維持產品之間的相關性。但缺點是新增產品系列時，需要修改抽象工廠類別的程式碼。
總結：
工廠模式是一種常用的設計模式，用於根據不同的需求動態建立物件。 Java中主要有三種工廠模式：簡單工廠、工廠方法、抽象工廠。簡單工廠模式是最基本的一種形式，工廠方法模式在其基礎上引入了抽象工廠類，抽象工廠模式則擴展了工廠方法模式，引入了一組方法來創建產品系列。根據具體的應用場景和需求，選擇合適的工廠模式可以提高程式碼的可重複使用性和可擴展性。
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