【设计模式】工厂模式

恙髡 · 2025-6-26 14:32:59

工厂方法模式深度解析：对象创建的优雅之道

一、工厂方法模式核心概念

工厂方法模式（Factory Method Pattern）是一种创建型设计模式，定义了一个创建对象的接口，但让子类决定实例化哪一个类。它将对象的实例化过程推迟到子类，实现了创建者与具体产品的解耦。
核心价值：

✅ 解耦创建逻辑：将对象创建代码与使用代码分离
✅ 扩展性强：新增产品类型只需添加新工厂
✅ 符合开闭原则：不修改已有代码即可扩展系统
✅ 统一创建入口：提供一致的实例化接口

二、为什么需要工厂方法模式？

当遇到以下场景时，工厂方法模式是理想选择：

创建逻辑复杂：对象创建需要多步初始化或条件判断
系统需要扩展：预期未来会新增产品类型
依赖抽象而非实现：客户端不应依赖具体类
资源统一管理：如数据库连接、线程池等资源的创建

graph LR Client --> Creator[创建者接口] Creator --> ConcreteCreatorA[具体创建者A] Creator --> ConcreteCreatorB[具体创建者B] ConcreteCreatorA --> ProductA[具体产品A] ConcreteCreatorB --> ProductB[具体产品B]三、工厂方法模式实现方式大全

1. 基础实现（标准模式）

// 产品接口
interface Transport {
void deliver();
}
// 具体产品
class Truck implements Transport {
@Override
public void deliver() {
System.out.println("陆路运输：卡车送货");
}
}
class Ship implements Transport {
@Override
public void deliver() {
System.out.println("海运：货轮送货");
}
}
// 创建者接口
interface Logistics {
Transport createTransport();
}
// 具体创建者
class RoadLogistics implements Logistics {
@Override
public Transport createTransport() {
return new Truck();
}
}
class SeaLogistics implements Logistics {
@Override
public Transport createTransport() {
return new Ship();
}
}
// 客户端使用
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Logistics logistics = new RoadLogistics();
Transport transport = logistics.createTransport();
transport.deliver(); // 输出：陆路运输：卡车送货
}
}

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2. 参数化工厂方法

enum TransportType { TRUCK, SHIP, AIRPLANE }
abstract class Logistics {
// 参数化工厂方法
public Transport createTransport(TransportType type) {
switch (type) {
case TRUCK: return new Truck();
case SHIP: return new Ship();
case AIRPLANE: return new Airplane();
default: throw new IllegalArgumentException("未知运输类型");
}
}
// 业务方法
public void planDelivery() {
Transport t = createTransport(getTransportType());
t.deliver();
}
// 抽象方法由子类实现
protected abstract TransportType getTransportType();
}
// 具体创建者
class FastLogistics extends Logistics {
@Override
protected TransportType getTransportType() {
return TransportType.AIRPLANE;
}
}

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3. 使用Lambda表达式（Java 8+）

interface TransportFactory {
Transport create();
}
public class LambdaFactory {
public static void main(String[] args) {
// 使用Lambda实现工厂
TransportFactory truckFactory = Truck::new;
TransportFactory shipFactory = Ship::new;
Transport t1 = truckFactory.create();
Transport t2 = shipFactory.create();
t1.deliver(); // 输出：陆路运输：卡车送货
t2.deliver(); // 输出：海运：货轮送货
}
}

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4. 带初始化参数的工厂

interface TransportFactory {
Transport create(String model, double capacity);
}
class TruckFactory implements TransportFactory {
@Override
public Transport create(String model, double capacity) {
Truck truck = new Truck();
truck.setModel(model);
truck.setCapacity(capacity);
return truck;
}
}
// 客户端使用
Transport heavyTruck = new TruckFactory()
.create("Heavy-Duty", 20.0);

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四、工厂方法模式原理深度剖析

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