Java設計模式中工廠模式的介紹（程式碼範例）

這篇文章帶給大家的內容是關於Java設計模式中工廠模式的介紹（程式碼範例）有一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下，希望對你有幫助。

前言

在上一篇我們學習了單例模式，介紹了單例模式所建立的幾種方法以及最優的方法。本篇則介紹設計模式中的工廠模式，主要分為簡單工廠模式、工廠方法與抽象工廠模式。

簡單工廠模式

簡單工廠模式是屬於創建型模式，又叫做靜態工廠方法模式。簡單工廠模式是由一個工廠物件決定創建哪一種產品類別的實例。呼叫只需要告訴工廠類別所需的類型，工廠類別就會傳回需要的產品類別工廠的子類別。可以說是工廠模式中最簡單的一種。

打個比方，我們在電腦經常玩遊戲，我們只需要告訴電腦我們要玩什麼遊戲，電腦就會打開這個遊戲，我們並不需要關心遊戲是怎麼運作的。
我們可以在以下的程式碼中進行對應的說明。

我們首先創建一個遊戲總類接口，包含一個玩遊戲的方法； 然後再由各自的遊戲類繼承該類並實現該類的方法，最後在創建一個工程類根據不同的遊戲進行創建物件。
那麼實現的程式碼如下：

程式碼範例：

    private static final String LOL="LOL"; 
    private static final String DNF="DNF"; 
    
    public static void main(String[] args) {
        Game game= ComputerFactory.playGame(LOL);
        Game game2= ComputerFactory.playGame(DNF);
        game.play();
        game2.play();
    }
}

interface Game{
    void play();
}

class LOL implements Game{
    @Override
    public void play() {
        System.out.println("正在玩LOL...");
    }   
}

class DNF implements Game{
    @Override
    public void play() {
        System.out.println("正在玩DNF...");
    }   
}


class ComputerFactory{
    private static final String LOL="LOL"; 
    private static final String DNF="DNF"; 
     public static Game playGame(String game){
         if(LOL.equalsIgnoreCase(game)){
             return new LOL();
         }else if(DNF.equalsIgnoreCase(game)){
             return new DNF();
         }
         return null;
     }

輸出結果：

正在玩LOL...
正在玩DNF...

我們在使用簡單工廠模式進行實現該功能之後，會發現我們將遊戲類別的實例化放到了工廠類別中實現，隱藏了物件創建的細節，並且不需要知道是怎麼玩的，只需要知道調用該工廠類別就行了。而且方便切換，因為只需更改工廠類別傳遞的類型值就行了。
但是我們也發現一個問題，如果我們需要新增一個遊戲類，那麼需要新定義一個接口，然後還要在工廠類中添加一個判斷分支，如果少量的話還好，但是大量的話就比較麻煩了，並且這也違背了開放-封閉原則。

工廠方法模式

工廠方法模式是 Java 中最常用的設計模式之一，屬於建立型模式。定義一個創建對象的接口，讓其子類自行決定實例化哪一個工廠類，工廠模式使其創建過程延遲到子類進行。

在簡單工廠模式中，我們發現在添加子類別的時候，相應的也需要在工廠類別中添加一個判斷分支，是違背了開放-封閉原則的。而工廠方法模式就是主要解決這個問題的。

這裡還是用上述的玩遊戲範例，只不過這裡每個遊戲都是由各自的遊戲工廠類別實作。主要區別就是由一個 工廠類別變成了多個了，降低了耦合度。如果新增一個遊戲類，相應的也只需在新增一個工廠類而已， 並且完美的遵循了開放-封閉原則。

將上述程式碼變更之後，對應的程式碼實作如下：

程式碼範例：

    private static final String LOL="LOL"; 
    private static final String DNF="DNF"; 
    private static final String WOW="WOW"; 

    public static void main(String[] args) {

        Game game3=new LOLFactory().playGame(LOL);
        Game game4=new DNFFactory().playGame(DNF);
        Game game5=new WOWFactory().playGame(WOW);
        game3.play();
        game4.play();
        game5.play();       
    }
    
interface Game{
    void play();
}


class LOL implements Game{
    @Override
    public void play() {
        System.out.println("正在玩LOL...");
    }   
}

class DNF implements Game{
    @Override
    public void play() {
        System.out.println("正在玩DNF...");
    }   
}

class WOW  implements Game{
    @Override
    public void play() {
        System.out.println("正在玩WOW...");
    }   
}


interface ComputerFactory2{
    Game playGame(String game);
}

class LOLFactory implements ComputerFactory2{
    @Override
    public Game playGame(String game) {
        return new LOL();
    }
}

class DNFFactory implements ComputerFactory2{
    @Override
    public Game playGame(String game) {
        return new DNF();
    }
}

class WOWFactory implements ComputerFactory2{
    @Override
    public Game playGame(String game) {
        return new WOW();
    }
}

輸出結果：

正在玩LOL...
正在玩DNF...
正在玩WOW...

可以看到使用工廠方法模式之後，我們的程式碼更加清晰了，擴展性也變高了，如果想增加一個產品，只要擴展一個工廠類別就可以。但是隨之而來的是在系統中增加了複雜度，每增加一個產品時，都需要增加一個具體類別和物件實作工廠類別。
所以在是否使用該模式需注意。
使用此模式比較經典的使用案例是大名鼎鼎的hibernate框架在選擇資料庫方言這塊。但是如果直接簡單的new一個物件的話，則不必使用了，若使用反而會增加系統的複雜度。

抽象工廠模式

抽象工廠模式是圍繞一個超級工廠創建其他工廠。該超級工廠又稱為其他工廠的工廠。這種類型的設計模式屬於創建型模式，它提供了一種創建物件的最佳方式。也就是提供一個創建一系列相關或相互依賴物件的接口，而無需指定它們具體的類別。

抽象工廠模式相比工廠方法模式來說更加複雜，也更難理解，但是更容易擴展。
抽象工廠模式就將同一類的產品子類歸為一類，讓他們繼承同一個抽象子類，然後把它們當作一組，然後再把多個組組成一個族。
打個比方，還是上述的玩遊戲，我們可以把LOL和WOW當作PVP類型的遊戲，也可以把 DNF和WOW當作PVE類型的遊戲。

那麼對應更改的程式碼如下：

程式碼範例：

#

    private static final String LOL="LOL"; 
    private static final String DNF="DNF"; 
    private static final String WOW="WOW"; 
    
    public static void main(String[] args) {

        ComputerFactory3 cf3=new PVPFactory();
        cf3.playGame().play();
        cf3.playGame2().play();
        ComputerFactory3 cf4=new PVEFactory();
        cf4.playGame().play();
        cf4.playGame2().play();         
    }       
}


interface Game{
    void play();
}


class LOL implements Game{
    @Override
    public void play() {
        System.out.println("正在玩LOL...");
    }   
}

class DNF implements Game{
    @Override
    public void play() {
        System.out.println("正在玩DNF...");
    }   
}

class WOW  implements Game{
    @Override
    public void play() {
        System.out.println("正在玩WOW...");
    }   
}


interface ComputerFactory3{
     Game playGame();
     Game playGame2();
}

class PVPFactory implements ComputerFactory3{

    @Override
    public Game playGame() {
        return new LOL();
    }

    @Override
    public Game playGame2() {
        return new WOW();
    }   
}

class PVEFactory implements ComputerFactory3{

    @Override
    public Game playGame() {
        return new DNF();
    }

    @Override
    public Game playGame2() {
        return new WOW();
    }
    
}

輸出結果：

##############################################

正在玩LOL...
正在玩WOW...
正在玩DNF...
正在玩WOW...

在抽象工厂模式中，可以在不需要知道产品是怎么样的，只需知道是哪个工厂类就行了。我们也可以根据子类的共同的特性而将它们设计在一起，组成一个相同类型组，可以很方便的直接调用。但是相对的，产品族比较难以扩展，增加一个产品，需要增加相应的接口和实现类。例如某个品牌的手机，有不同系列，每个系列有不同的型号，如果只是增加型号的话，比较容易，但是相对的，增加某个系列就比较麻烦了。
所以我们在使用抽象工厂模式，也需要相应的结合实际场景来使用。

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