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【设计模式】简单工厂，工厂方法，抽象工厂的区别

【设计模式】简单工厂，工厂方法，抽象工厂的区别无评论发表在未分类 作者zhaoximou发表日期
内容纲要

概念

简单工厂、抽象工厂和工厂方法都是创建型设计模式，它们都与对象创建相关，但它们之间存在一些区别：

  • 简单工厂模式（Simple Factory Pattern）：简单工厂模式又称为静态工厂方法模式，是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式实现简单，但是如果要添加新的产品，就需要修改工厂类的代码，违反了“开闭原则”。

  • 工厂方法模式（Factory Method Pattern）：工厂方法模式定义了一个抽象的工厂类，具体的工厂类负责创建具体的产品对象，每个工厂类只负责创建单一的产品。这样每次添加新的产品，只需要添加一个新的具体工厂类即可。工厂方法模式符合“开闭原则”。

  • 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）：抽象工厂模式定义了一个抽象工厂接口，用于创建一组相关或者相互依赖的对象。抽象工厂模式可以同时创建多个对象，与工厂方法模式的区别是，工厂方法模式只能创建一个对象，而抽象工厂模式可以创建多个对象。

总之，三种工厂模式都是为了解决对象创建问题而提出的。简单工厂模式实现简单，但是不符合开闭原则，违反了“对扩展开放，对修改关闭”的设计原则；工厂方法模式可以避免修改原有代码，但是需要为每个产品定义一个工厂类，增加了类的数量；抽象工厂模式适用于创建一组相关的产品对象。

例子

简单工厂模式

假设有两个形状类：Circle（圆形）和 Square（正方形），它们都实现了一个形状接口 Shape。我们现在需要一个形状工厂，根据不同的参数来创建不同的形状对象。
首先，定义 Shape 接口：

public interface Shape {
    void draw();
}

然后，定义两个形状类：

public class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Circle.draw()");
    }
}

public class Square implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Square.draw()");
    }
}

最后，定义一个形状工厂类 ShapeFactory，根据传入的参数来创建不同的形状对象：

public class ShapeFactory {
    public static final String CIRCLE = "circle";
    public static final String SQUARE = "square";

    public static Shape getShape(String shapeType) {
        if (shapeType == null) {
            return null;
        }
        if (shapeType.equalsIgnoreCase(CIRCLE)) {
            return new Circle();
        } else if (shapeType.equalsIgnoreCase(SQUARE)) {
            return new Square();
        }
        return null;
    }
}

现在，我们可以通过调用 ShapeFactory.getShape() 方法来获取不同的形状对象：

Shape circle = ShapeFactory.getShape("circle");
circle.draw(); // 输出 "Circle.draw()"

Shape square = ShapeFactory.getShape("square");
square.draw(); // 输出 "Square.draw()"

以上就是一个简单工厂模式的 Java 实现。注意，这个简单工厂模式的实现只适用于创建形状对象，如果需要创建其他类型的对象，就需要创建新的工厂类。

工厂方法模式

工厂方法模式是一种常见的创建型设计模式，其定义了一个用于创建对象的接口，但是由子类决定要实例化的类是哪一个，也就是说，工厂方法模式将实例化的任务委托给了子类。

下面是一个工厂方法模式的例子：假设我们有一个披萨店，有不同口味的披萨，例如芝士披萨、蛤蜊披萨、意大利香肠披萨等等，我们需要根据不同的口味创建不同的披萨。

首先，定义一个披萨接口：

public interface Pizza {
    void prepare();
    void bake();
    void cut();
    void box();
}

然后，定义具体的披萨类：

public class CheesePizza implements Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("准备芝士披萨");
    }

    @Override
    public void bake() {
        System.out.println("烘焙芝士披萨");
    }

    @Override
    public void cut() {
        System.out.println("切芝士披萨");
    }

    @Override
    public void box() {
        System.out.println("装箱芝士披萨");
    }
}

public class ClamPizza implements Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("准备蛤蜊披萨");
    }

    @Override
    public void bake() {
        System.out.println("烘焙蛤蜊披萨");
    }

    @Override
    public void cut() {
        System.out.println("切蛤蜊披萨");
    }

    @Override
    public void box() {
        System.out.println("装箱蛤蜊披萨");
    }
}

public class PepperoniPizza implements Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("准备意大利香肠披萨");
    }

    @Override
    public void bake() {
        System.out.println("烘焙意大利香肠披萨");
    }

    @Override
    public void cut() {
        System.out.println("切意大利香肠披萨");
    }

    @Override
    public void box() {
        System.out.println("装箱意大利香肠披萨");
    }
}

接下来，定义披萨工厂接口：

public interface PizzaFactory {
    Pizza createPizza();
}

然后，定义不同口味的披萨工厂的具体实现类：

public class CheesePizzaFactory implements PizzaFactory {
    @Override
    public Pizza createPizza() {
        return new CheesePizza();
    }
}

public class ClamPizzaFactory implements PizzaFactory {
    @Override
    public Pizza createPizza() {
        return new ClamPizza();
    }
}

public class PepperoniPizzaFactory implements PizzaFactory {
    @Override
    public Pizza createPizza() {
        return new PepperoniPizza();
    }
}
问题

上述的工厂类只是new了一个实例，那我直接new这个对象不行吗？

PizzaFactory factory= new PepperoniPizzaFactory();
Pizza pizza = factory.createPizza();
pizza.doSomething()

为什么不修改成，这样明明更简单啊，还少了很多的类

Pizza pizza = new PepperoniPizza();
pizza.doSomething()

原因一：工厂方法的createPizza方法可能没有这个实例这么简单，它可能包含更复杂的逻辑，比如使用缓存来减少真正创建的实例
https://refactoringguru.cn/design-patterns/factory-method
file

抽象工厂模式 例1

下面是一个 Java 实现抽象工厂模式的例子：

假设我们需要开发一个游戏，游戏中有两个角色：魔法师（Magician）和战士（Warrior），每个角色都可以穿不同的装备：铠甲（Armor）和魔法棒（Wand）。

首先，定义两个角色接口 Magician 和 Warrior：

public interface Magician {
    void cast();
}

public interface Warrior {
    void attack();
}

然后，定义两个装备接口 Armor 和 Wand：

public interface Armor {
    void defend();
}

public interface Wand {
    void wave();
}

接下来，定义两个角色的具体实现类 MagicianImpl 和 WarriorImpl：

public class MagicianImpl implements Magician {
    @Override
    public void cast() {
        System.out.println("Magician casts a spell");
    }
}

public class WarriorImpl implements Warrior {
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("Warrior swings a sword");
    }
}

再定义两个装备的具体实现类 ArmorImpl 和 WandImpl：

public class ArmorImpl implements Armor {
    @Override
    public void defend() {
        System.out.println("Armor defends the character");
    }
}

public class WandImpl implements Wand {
    @Override
    public void wave() {
        System.out.println("Wand waves and casts magic");
    }
}

最后，定义一个抽象工厂接口 GameFactory，该接口有两个方法，分别用于创建 Magician 和 Warrior 以及对应的装备：

public interface GameFactory {
    Magician createMagician();
    Warrior createWarrior();
    Armor createArmor();
    Wand createWand();
}

现在，我们可以定义具体的工厂类来实现 GameFactory 接口，例如，定义一个魔幻游戏工厂 MagicGameFactory，该工厂可以创建魔法师和战士以及对应的装备：

public class MagicGameFactory implements GameFactory {
    @Override
    public Magician createMagician() {
        return new MagicianImpl();
    }

    @Override
    public Warrior createWarrior() {
        return new WarriorImpl();
    }

    @Override
    public Armor createArmor() {
        return new ArmorImpl();
    }

    @Override
    public Wand createWand() {
        return new WandImpl();
    }
}

现在，我们可以使用 MagicGameFactory 来创建角色和装备，并使用它们来玩游戏：

GameFactory factory = new MagicGameFactory();
Magician magician = factory.createMagician();
Warrior warrior = factory.createWarrior();
Armor armor = factory.createArmor();
Wand wand = factory.createWand();

magician.cast(); // 输出 "Magician casts a spell"
warrior.attack(); // 输出 "Warrior swings a sword"
armor.defend(); // 输出 "Armor defends the character"
wand.wave(); // 输出 "Wand waves and casts magic"

以上就是一个抽象工厂模式的 Java 实现。注意，如果需要创建新的角色或装备，可以创建新的具体工厂类来实现 GameFactory 接口。

抽象工厂模式 例2

假设我们需要创建一个电脑工厂，可以生产联想电脑和戴尔电脑，联想电脑包括联想台式机和联想笔记本电脑，戴尔电脑包括戴尔台式机和戴尔笔记本电脑。

首先，定义电脑接口：

public interface Computer {
    void printInfo();
}

然后，定义联想电脑和戴尔电脑的具体实现类：

public class LenovoDesktop implements Computer {
    @Override
    public void printInfo() {
        System.out.println("生产联想台式机");
    }
}

public class LenovoLaptop implements Computer {
    @Override
    public void printInfo() {
        System.out.println("生产联想笔记本电脑");
    }
}

public class DellDesktop implements Computer {
    @Override
    public void printInfo() {
        System.out.println("生产戴尔台式机");
    }
}

public class DellLaptop implements Computer {
    @Override
    public void printInfo() {
        System.out.println("生产戴尔笔记本电脑");
    }
}

接下来，定义抽象工厂接口：

public interface ComputerFactory {
    Computer createDesktopComputer();
    Computer createLaptopComputer();
}

然后，定义联想电脑工厂和戴尔电脑工厂的具体实现类：

public class LenovoComputerFactory implements ComputerFactory {
    @Override
    public Computer createDesktopComputer() {
        return new LenovoDesktop();
    }

    @Override
    public Computer createLaptopComputer() {
        return new LenovoLaptop();
    }
}

public class DellComputerFactory implements ComputerFactory {
    @Override
    public Computer createDesktopComputer() {
        return new DellDesktop();
    }

    @Override
    public Computer createLaptopComputer() {
        return new DellLaptop();
    }
}

现在，我们可以通过调用不同的电脑工厂的方法来生产不同品牌的电脑：

ComputerFactory lenovoFactory = new LenovoComputerFactory();
Computer desktop = lenovoFactory.createDesktopComputer();
Computer laptop = lenovoFactory.createLaptopComputer();
desktop.printInfo(); // 输出 "生产联想台式机"
laptop.printInfo(); // 输出 "生产联想笔记本电脑"

ComputerFactory dellFactory = new DellComputerFactory();
desktop = dellFactory.createDesktopComputer();
laptop = dellFactory.createLaptopComputer();
desktop.printInfo(); // 输出 "生产戴尔台式机"
laptop.printInfo(); // 输出 "生产戴尔笔记本电脑"

以上就是一个抽象工厂模式的 Java 实现。注意，抽象工厂模式适用于创建一组相关的对象，如果需要创建其他类型的对象，就需要创建新的工厂接口和实现类。

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