Java设计模式练习：简单工厂模式详解与实现

简单工厂是一种创建型设计模式，它提供了一种通过一个工厂类来创建对象的方式，而无需直接实例化对象。这种模式通过将对象的创建逻辑集中到一个工厂类中，从而实现对对象创建过程的统一管理，提高了代码的可维护性和可扩展性。 在简单工厂模式中，通常包含以下几种角色： 1. **工厂类（Factory）**：这是模式的核心类，负责定义创建对象的逻辑。根据传入的参数或调用不同的方法，它决定实例化哪一个具体的产品类，并返回创建的对象。 2. **抽象产品类（Product）**：这是所有具体产品类的共同父类或接口，它定义了产品所具有的共同行为或属性。 3. **具体产品类（Concrete Product）**：这些是实际被创建的对象，它们继承自抽象产品类或实现相同的接口，各自实现了不同的业务逻辑或功能。 简单工厂模式的一个典型应用场景是，当系统需要根据不同的输入参数动态地创建不同的对象实例时。例如，在一个图形绘制系统中，用户可以选择绘制圆形、矩形或三角形，工厂类可以根据用户的输入决定实例化哪一个具体的图形类。 以“设计模式练习-简单工厂-JAVA简单工厂练习示例”为例，我们可以构建一个简单的Java实现。假设我们有一个接口`Shape`，该接口定义了一个方法`draw()`，然后有多个具体类如`Circle`、`Rectangle`和`Triangle`实现该接口。此时，我们可以创建一个`ShapeFactory`类，其中包含一个静态方法`getShape(String shapeType)`，该方法根据传入的字符串参数决定返回哪一个具体的`Shape`实现。 ```java // 抽象产品类 public interface Shape { void draw(); } // 具体产品类 Circle public class Circle implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Drawing a circle"); } } // 具体产品类 Rectangle public class Rectangle implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Drawing a rectangle"); } } // 工厂类 public class ShapeFactory { public static Shape getShape(String shapeType) { if (shapeType == null || shapeType.isEmpty()) { return null; } if (shapeType.equalsIgnoreCase("circle")) { return new Circle(); } else if (shapeType.equalsIgnoreCase("rectangle")) { return new Rectangle(); } return null; } } ``` 在实际使用中，客户端只需要知道要创建的产品类型，然后通过工厂类获取对应的实例即可，而无需关心具体的创建逻辑。例如： ```java public class Client { public static void main(String[] args) { Shape circle = ShapeFactory.getShape("circle"); if (circle != null) { circle.draw(); } Shape rectangle = ShapeFactory.getShape("rectangle"); if (rectangle != null) { rectangle.draw(); } } } ``` 通过上述示例可以看出，简单工厂模式的主要优点包括： 1. **封装性好**：对象的创建细节被封装在工厂类内部，客户端只需关注产品的使用，而不必关心其实现细节。 2. **易于扩展**：当需要增加新的产品类型时，只需修改工厂类的创建逻辑，或者新增具体产品类并修改工厂方法，而不必修改客户端代码。 3. **代码复用性强**：通过统一的工厂类来创建对象，可以避免在多个地方重复编写创建对象的代码。 然而，简单工厂模式也存在一定的局限性： 1. **违反开闭原则**：当新增产品类型时，往往需要修改工厂类的逻辑，这不符合面向对象设计中的开闭原则（对扩展开放，对修改关闭）。 2. **职责过重**：工厂类集中了所有对象的创建逻辑，如果产品种类较多，工厂类的复杂度会显著增加，不利于维护。 为了解决这些问题，可以进一步使用**工厂方法模式**或**抽象工厂模式**，这些模式在简单工厂的基础上进行了改进，更好地遵循了开闭原则，并支持更灵活的对象创建机制。 总结来说，简单工厂模式是一种简单但实用的设计模式，适用于产品种类较少、创建逻辑相对简单的场景。通过集中管理对象的创建过程，它可以有效提升代码的可读性和可维护性。对于初学者而言，掌握简单工厂模式是理解更复杂工厂模式（如工厂方法模式和抽象工厂模式）的重要基础。