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Java工厂模式解析：灵活对象创建的实践指南

news 来源：原创 2025/4/23 14:02:30

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一、模式定义与分类

工厂模式（Factory Pattern）是创建型设计模式的核心成员之一，主要解决对象创建过程中的灵活性问题。根据抽象程度不同分为三种形态：

简单工厂（静态工厂）
工厂方法模式
抽象工厂模式

二、模式适用场景

需要隔离对象创建逻辑时
系统需要动态扩展产品族时
需要统一管理对象创建过程
对象创建依赖复杂初始化参数

三、模式实现演进

3.1 简单工厂模式

// 产品接口
interface Vehicle {
    void deliver();
}

class Truck implements Vehicle {
    @Override
    public void deliver() {
        System.out.println("陆路运输");
    }
}

class Ship implements Vehicle {
    @Override
    public void deliver() {
        System.out.println("海运运输");
    }
}

// 简单工厂
class VehicleFactory {
    public static Vehicle createVehicle(String type) {
        return switch (type.toLowerCase()) {
            case "truck" -> new Truck();
            case "ship" -> new Ship();
            default -> throw new IllegalArgumentException("未知运输类型");
        };
    }
}

// 使用示例
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Vehicle transport = VehicleFactory.createVehicle("truck");
        transport.deliver();
    }
}

特点：

静态创建方法
违反开闭原则（新增类型需修改工厂）
适合产品类型较少的情况

3.2 工厂方法模式

// 抽象工厂
abstract class Logistics {
    public void planDelivery() {
        Vehicle vehicle = createVehicle();
        vehicle.deliver();
    }
    
    // 工厂方法
    abstract Vehicle createVehicle();
}

// 具体工厂
class RoadLogistics extends Logistics {
    @Override
    Vehicle createVehicle() {
        return new Truck();
    }
}

class SeaLogistics extends Logistics {
    @Override
    Vehicle createVehicle() {
        return new Ship();
    }
}

// 客户端调用
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Logistics logistics = new RoadLogistics();
        logistics.planDelivery();
    }
}

优势：

符合开闭原则
创建逻辑延迟到子类
支持多态创建

3.3 抽象工厂模式

// 产品族接口
interface GUIFactory {
    Button createButton();
    Checkbox createCheckbox();
}

// 具体工厂
class WindowsFactory implements GUIFactory {
    public Button createButton() {
        return new WindowsButton();
    }
    
    public Checkbox createCheckbox() {
        return new WindowsCheckbox();
    }
}

class MacOSFactory implements GUIFactory {
    public Button createButton() {
        return new MacOSButton();
    }
    
    public Checkbox createCheckbox() {
        return new MacOSCheckbox();
    }
}

// 客户端代码
public class Application {
    private GUIFactory factory;
    
    public Application(GUIFactory factory) {
        this.factory = factory;
    }
    
    public void renderUI() {
        Button button = factory.createButton();
        button.paint();
    }
}

应用场景：

需要创建产品族
保证产品兼容性
跨平台UI开发
数据库访问抽象

四、模式对比分析

维度	简单工厂	工厂方法	抽象工厂
创建范围	单一产品	单一产品	产品族
扩展性	修改工厂类	新增子类	新增工厂类
复杂度	低	中	高
适用场景	固定产品类型	单一产品扩展	关联产品组合