【Java设计模式】创建型—

【Java设计模式】创建型——工厂方法模式

背景/问题

在软件设计中，我们经常遇到需要创建不同类型对象的情况。
但是，如果直接在代码中实例化对象，会使代码紧密耦合在一起，难以维护和扩展。
此外，如果对象的创建方式需要变化，那么就需要在整个代码中进行大量的修改。工厂方法模式旨在解决这个问题

解决方案

思路

工厂方法模式提供了一个创建对象的接口，但是将具体的对象创建延迟到子类中。
这样，客户端代码不需要知道要创建的具体对象的类，只需要通过工厂方法来创建对象。
这使得客户端代码与具体对象的创建解耦，提高了代码的灵活性和可维护性。

方案

在工厂方法模式中，通常会定义一个抽象工厂类，其中包含一个创建对象的抽象方法，而具体的对象创建则由具体的子类实现。
这样，每个具体的子类都可以根据需要创建不同类型的对象，而客户端代码只需要通过抽象工厂类来调用工厂方法，而不需要关心具体的对象创建细节。

图解

简单工厂模式/静态工厂模式

用来生产同一等级结构中的任意产品。（对于增加新的产品，需要修改已有代码）
在这里插入图片描述

工厂方法模式

用来生产同一等级结构中的固定产品。（支持增加任意产品）
在这里插入图片描述

代码示例：图形工厂

意图

定义一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。

主要解决

主要解决接口选择的问题。

何时使用

我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。

如何解决

让其子类实现工厂接口，返回的也是一个抽象的产品。

关键代码

创建过程在其子类执行。
在这里插入图片描述

// 首先，我们需要定义一个图形接口
interface Shape {
    void draw();
}
// 然后，我们实现两个具体的图形类，分别是 Circle（圆形）和 Rectangle（矩形）
class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a circle");
    }
}

class Rectangle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a rectangle");
    }
}
// 接下来，我们创建一个抽象工厂类 ShapeFactory
// 它定义了一个抽象的工厂方法 createShape，子类将实现这个方法来创建具体的图形对象
abstract class ShapeFactory {
    abstract Shape createShape();
}
// 然后，我们创建两个具体的工厂类，分别是 CircleFactory 和 RectangleFactory
// 它们分别实现了 ShapeFactory 并重写了 createShape 方法来返回相应的图形对象
class CircleFactory extends ShapeFactory {
    @Override
    Shape createShape() {
        return new Circle();
    }
}

class RectangleFactory extends ShapeFactory {
    @Override
    Shape createShape() {
        return new Rectangle();
    }
}
// 我们可以使用这些工厂类来创建图形对象
public class FactoryMethodExample {
    public static void main(String[] args) {
        ShapeFactory circleFactory = new CircleFactory();
        Shape circle = circleFactory.createShape();
        circle.draw();
        
        ShapeFactory rectangleFactory = new RectangleFactory();
        Shape rectangle = rectangleFactory.createShape();
        rectangle.draw();
    }
}