简单工厂模式java案列

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mob64ca12f3bbc7 2025-02-14 07:12:31 ©著作权

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简单工厂模式（Simple Factory Pattern）在Java中的应用

在软件开发中，设计模式是一种被人们熟知的解决特定问题的通用方法。其中，简单工厂模式是一种创建对象的设计模式。它可以根据输入的参数决定实例化哪个类，简化了对象的创建过程。本文将深入探讨简单工厂模式的概念、使用场景及其在Java中的具体实现，并通过示例代码加以说明。

1. 简单工厂模式概述

简单工厂模式不是一个正式的设计模式，而是一个创建对象的简单方法。它封装了对象创建的过程，客户端不需要了解具体的实例化细节，只需调用工厂的方法即可获取想要的对象。简单工厂模式主要通过以下几个角色组成：

产品（Product）：定义了产品的接口或抽象类。
具体产品（ConcreteProduct）：实现了产品接口的具体类。
工厂（Factory）：负责创建具体产品的类。

2. 使用场景

简单工厂模式常用于以下几个场景：

当系统需要根据不同条件生成不同类的实例时，可以使用简单工厂模式。
客户端不需要知道具体实例化的类，直接通过工厂获取相应对象。
当需要集中管理大量产品类时，通过简单工厂模式可以提高代码的可维护性。

3. 实现示例

下面，我们将通过一个简单示例来演示简单工厂模式在Java中的应用。假设我们要创建一个图形绘制应用，允许用户绘制不同类型的图形（如圆形、矩形）。

3.1 定义产品接口

首先，我们定义一个产品接口 Shape，以及实现该接口的具体类。

// 产品接口
public interface Shape {
    void draw();
}

// 具体产品类：圆形
public class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a Circle");
    }
}

// 具体产品类：矩形
public class Rectangle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a Rectangle");
    }
}

3.2 创建工厂类

然后，我们创建一个工厂类 ShapeFactory 来根据传入的参数创建不同的图形对象。

// 工厂类
public class ShapeFactory {
    public static Shape getShape(String shapeType) {
        if (shapeType == null) {
            return null;
        }
        if (shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")) {
            return new Circle();
        } else if (shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")) {
            return new Rectangle();
        }
        return null;
    }
}

3.3 使用工厂类

接下来，我们在客户端代码中使用 ShapeFactory 来获取具体的图形对象。

// 客户端代码
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Shape circle = ShapeFactory.getShape("CIRCLE");
        circle.draw();  // 输出：Drawing a Circle

        Shape rectangle = ShapeFactory.getShape("RECTANGLE");
        rectangle.draw();  // 输出：Drawing a Rectangle
    }
}

4. 代码分析

在上述代码中，我们定义了一个 Shape 接口和两个具体的实现类 Circle 和 Rectangle。ShapeFactory 类负责根据不同的字符串参数返回对应的图形实例。客户端只需直接调用工厂方法 getShape，无需关心具体的类实现。

这种设计的好处在于，如果将来要添加新的形状（例如三角形），只需要新增一个实现 Shape 接口的类和在 ShapeFactory 中添加一行代码即可，符合开闭原则。

5. 总结

简单工厂模式为对象的创建提供了灵活性和可维护性。同时，它也隐藏了对象创建的细节，使得客户端代码更加简洁。在实际开发中，虽然简单工厂模式有其局限性（如不支持扩展性），但在简单场景下仍然是一个非常有用的选择。

6. 旅行图

为了帮助理解简单工厂模式的工作流程，我们可以用旅行图表述其过程。以下是一个使用 Mermaid 语法表示的简单工厂模式的流程图：

journey
    title 简单工厂模式流程
    section 用户请求
      用户输入图形类型: 5: 用户
    section 工厂处理
      工厂根据输入类型返回实例: 5: 工厂
    section 客户端使用
      客户端调用图形的draw方法: 5: 客户端