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Java工厂模式怎么写

工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一种创建对象的最佳方式，而无需指定将要创建的对象的具体类，在Java中，工厂模式广泛应用于需要动态创建对象的场景，能够有效降低系统模块之间的耦合度，提高代码的可扩展性和可维护性，本文将详细介绍工厂模式的分类、实现方式及实际应用场景。

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工厂模式的核心思想

工厂模式的核心思想是将对象的创建过程封装在一个独立的类中，客户端无需关心具体的创建逻辑，只需通过工厂类获取所需的对象即可，这种模式遵循了“开闭原则”，即对扩展开放，对修改关闭，当需要新增产品类型时，只需新增对应的工厂类或产品类，而无需修改现有的代码结构。

工厂模式的分类

工厂模式主要分为三种：简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式，每种模式在复杂度和适用场景上有所不同，开发者可根据实际需求选择合适的实现方式。

简单工厂模式

简单工厂模式不属于23种经典设计模式之一，但因其实现简单而被广泛使用，它通过一个工厂类负责创建所有产品类的实例，客户端通过传入不同的参数来获取不同的对象。

实现步骤：

定义一个产品接口（或抽象类），声明公共方法。
创建多个具体产品类，实现产品接口。
创建一个工厂类，提供静态方法用于创建具体产品对象。

示例代码：

// 产品接口  
interface Product {  
    void use();  
}  
// 具体产品A  
class ConcreteProductA implements Product {  
    public void use() { System.out.println("使用产品A"); }  
}  
// 具体产品B  
class ConcreteProductB implements Product {  
    public void use() { System.out.println("使用产品B"); }  
}  
// 工厂类  
class SimpleFactory {  
    public static Product createProduct(String type) {  
        if ("A".equals(type)) {  
            return new ConcreteProductA();  
        } else if ("B".equals(type)) {  
            return new ConcreteProductB();  
        }  
        throw new IllegalArgumentException("未知产品类型");  
    }  
}  
// 客户端调用  
public class Client {  
    public static void main(String[] args) {  
        Product productA = SimpleFactory.createProduct("A");  
        productA.use();  
        Product productB = SimpleFactory.createProduct("B");  
        productB.use();  
    }  
}

优点：客户端代码简单，只需传入参数即可获取对象。
缺点：工厂类承担了所有产品的创建逻辑，违反了“单一职责原则”，当产品类型增多时，工厂类会变得臃肿。

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工厂方法模式

工厂方法模式是简单工厂模式的升级版，它定义一个用于创建对象的接口，但让子类决定实例化哪一个类，工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。

实现步骤：

定义一个抽象工厂类，声明工厂方法。
创建多个具体工厂类，实现工厂方法，返回具体产品对象。

示例代码：

// 产品接口  
interface Product {  
    void use();  
}  
// 具体产品A  
class ConcreteProductA implements Product {  
    public void use() { System.out.println("使用产品A"); }  
}  
// 具体产品B  
class ConcreteProductB implements Product {  
    public void use() { System.out.println("使用产品B"); }  
}  
// 抽象工厂  
interface AbstractFactory {  
    Product createProduct();  
}  
// 具体工厂A  
class ConcreteFactoryA implements AbstractFactory {  
    public Product createProduct() {  
        return new ConcreteProductA();  
    }  
}  
// 具体工厂B  
class ConcreteFactoryB implements AbstractFactory {  
    public Product createProduct() {  
        return new ConcreteProductB();  
    }  
}  
// 客户端调用  
public class Client {  
    public static void main(String[] args) {  
        AbstractFactory factoryA = new ConcreteFactoryA();  
        Product productA = factoryA.createProduct();  
        productA.use();  
        AbstractFactory factoryB = new ConcreteFactoryB();  
        Product productB = factoryB.createProduct();  
        productB.use();  
    }  
}

优点：符合“开闭原则”，新增产品类型时只需新增具体工厂类，无需修改现有代码。
缺点：每增加一个产品，就需要增加一个具体工厂类，导致类数量增多。

抽象工厂模式

抽象工厂模式提供一个接口，用于创建一系列相关或相互依赖的对象，而无需指定它们的具体类，它适用于产品族较多的场景，例如创建不同操作系统的UI组件（按钮、文本框等）。

实现步骤：

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定义多个产品接口（如Button、TextField）。
创建多个具体产品族，实现产品接口。
定义抽象工厂接口，声明创建产品族的方法。
创建具体工厂类，实现抽象工厂接口，返回对应的产品族对象。

示例代码：

// 产品接口  
interface Button {  
    void click();  
}  
interface TextField {  
    void input();  
}  
// 具体产品族A  
class WindowsButton implements Button {  
    public void click() { System.out.println("Windows按钮点击"); }  
}  
class WindowsTextField implements TextField {  
    public void input() { System.out.println("Windows文本框输入"); }  
}  
// 具体产品族B  
class MacButton implements Button {  
    public void click() { System.out.println("Mac按钮点击"); }  
}  
class MacTextField implements TextField {  
    public void input() { System.out.println("Mac文本框输入"); }  
}  
// 抽象工厂  
interface AbstractFactory {  
    Button createButton();  
    TextField createTextField();  
}  
// 具体工厂A  
class WindowsFactory implements AbstractFactory {  
    public Button createButton() { return new WindowsButton(); }  
    public TextField createTextField() { return new WindowsTextField(); }  
}  
// 具体工厂B  
class MacFactory implements AbstractFactory {  
    public Button createButton() { return new MacButton(); }  
    public TextField createTextField() { return new MacTextField(); }  
}  
// 客户端调用  
public class Client {  
    public static void main(String[] args) {  
        AbstractFactory windowsFactory = new WindowsFactory();  
        Button windowsButton = windowsFactory.createButton();  
        windowsButton.click();  
        TextField windowsTextField = windowsFactory.createTextField();  
        windowsTextField.input();  
        AbstractFactory macFactory = new MacFactory();  
        Button macButton = macFactory.createButton();  
        macButton.click();  
        TextField macTextField = macFactory.createTextField();  
        macTextField.input();  
    }  
}

优点：确保产品族内的对象是兼容的，客户端代码与具体产品解耦。
缺点：扩展产品族困难，需要修改抽象工厂接口和所有具体工厂类。

工厂模式的应用场景

对象创建逻辑复杂：当对象的创建过程涉及多个步骤或依赖其他对象时，工厂模式可以封装这些逻辑，简化客户端代码。
需要降低系统耦合度：通过工厂模式，客户端与具体产品类解耦，便于系统的维护和扩展。
需要支持多种产品族：如抽象工厂模式适用于需要创建一系列相关对象的场景，如跨平台的UI组件库。

工厂模式的注意事项

避免过度使用：如果对象的创建逻辑非常简单，直接通过new关键字创建即可，无需引入工厂模式。
选择合适的模式：根据产品数量和产品族的复杂度选择简单工厂、工厂方法或抽象工厂模式。
结合反射机制：在工厂方法模式中，可以通过反射动态创建对象，减少工厂类的数量。

工厂模式是Java中常用的设计模式之一，通过封装对象的创建过程，提高了代码的灵活性和可维护性，简单工厂模式适用于产品类型较少的场景，工厂方法模式适用于需要扩展产品的场景，而抽象工厂模式则适用于产品族较多的复杂系统，在实际开发中，应根据具体需求选择合适的工厂模式，并遵循“开闭原则”和“单一职责原则”,以设计出高质量的代码。

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