轻松创建对象——简单工厂模式（Java实现）

1. 引言

大家好，又见面了！在上一篇文章中，我们通过Python示例介绍了简单工厂模式，今天，我们继续深入这个话题，用Java来实现简单工厂模式。

2. 什么是简单工厂模式

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）是一种创建型设计模式，它定义一个工厂类，根据传入的参数决定创建哪一种产品类的实例。简单来说，简单工厂模式就是把创建对象的任务交给一个专门的工厂类，让工厂来决定生产哪种对象，咱们只需安心享用即可。

3. 简单工厂模式的实现（Java）

示例一：形状工厂

假如你是个艺术家，需要画各种形状，圆形、方形啥的，你可以用简单工厂模式让工厂帮你搞定这些形状对象：

代码实现
// 定义Shape接口
public interface Shape {void draw();
}// 实现Circle类
public class Circle implements Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("Drawing a Circle");}
}// 实现Square类
public class Square implements Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("Drawing a Square");}
}// 实现ShapeFactory工厂类
public class ShapeFactory {public static Shape createShape(String shapeType) {if (shapeType == null) {return null;}if (shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")) {return new Circle();} else if (shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")) {return new Square();}return null;}
}// 使用示例
public class FactoryPatternDemo {public static void main(String[] args) {ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();// 获取 Circle 对象并调用其 draw 方法Shape shape1 = shapeFactory.createShape("CIRCLE");shape1.draw();  // 输出: Drawing a Circle// 获取 Square 对象并调用其 draw 方法Shape shape2 = shapeFactory.createShape("SQUARE");shape2.draw();  // 输出: Drawing a Square}
}
详细代码解析
  • Shape是一个接口，定义了draw方法；
  • Circle和Square类实现了Shape接口，具体画啥样子它们说了算；
  • ShapeFactory类有一个静态方法createShape，根据传入的形状类型参数创建并返回对应的形状对象；
  • 我们只需通过调用ShapeFactory.createShape方法并传入形状类型，就能轻松得到相应的形状对象。
示例二：日志记录器工厂

现在你是个开发者，搞个日志系统，你想要不同级别的日志记录器来帮你分门别类记录信息，简单工厂模式也能派上用场：

代码实现
// 定义Logger接口
public interface Logger {void log(String message);
}// 实现InfoLogger类
public class InfoLogger implements Logger {@Overridepublic void log(String message) {System.out.println("INFO: " + message);}
}// 实现ErrorLogger类
public class ErrorLogger implements Logger {@Overridepublic void log(String message) {System.out.println("ERROR: " + message);}
}// 实现LoggerFactory工厂类
public class LoggerFactory {public static Logger createLogger(String loggerType) {if (loggerType == null) {return null;}if (loggerType.equalsIgnoreCase("INFO")) {return new InfoLogger();} else if (loggerType.equalsIgnoreCase("ERROR")) {return new ErrorLogger();}return null;}
}// 使用示例
public class FactoryPatternDemo {public static void main(String[] args) {LoggerFactory loggerFactory = new LoggerFactory();// 获取 InfoLogger 对象并调用其 log 方法Logger infoLogger = loggerFactory.createLogger("INFO");infoLogger.log("This is an informational message.");  // 输出: INFO: This is an informational message.// 获取 ErrorLogger 对象并调用其 log 方法Logger errorLogger = loggerFactory.createLogger("ERROR");errorLogger.log("This is an error message.");  // 输出: ERROR: This is an error message.}
}
详细代码解析
  • Logger是一个接口，定义了log方法；
  • InfoLogger和ErrorLogger类实现了Logger接口，分别负责记录不同级别的日志；
  • LoggerFactory类的静态方法createLogger根据传入的日志类型参数创建并返回对应的日志记录器对象；
  • 你只需通过调用LoggerFactory.createLogger方法并传入日志类型参数，就能得到相应的日志记录器对象。

4. 简单工厂模式的应用场景和实例

示例三：数据库连接工厂

假如你现在是个DBA，需要管理多个数据库连接，简单工厂模式同样能帮你搞定这个问题：

代码实现
// 定义DatabaseConnection接口
public interface DatabaseConnection {void connect();
}// 实现MySQLConnection类
public class MySQLConnection implements DatabaseConnection {@Overridepublic void connect() {System.out.println("Connecting to MySQL database...");}
}// 实现PostgreSQLConnection类
public class PostgreSQLConnection implements DatabaseConnection {@Overridepublic void connect() {System.out.println("Connecting to PostgreSQL database...");}
}// 实现DatabaseConnectionFactory工厂类
public class DatabaseConnectionFactory {public static DatabaseConnection createConnection(String dbType) {if (dbType == null) {return null;}if (dbType.equalsIgnoreCase("MYSQL")) {return new MySQLConnection();} else if (dbType.equalsIgnoreCase("POSTGRESQL")) {return new PostgreSQLConnection();}return null;}
}// 使用示例
public class FactoryPatternDemo {public static void main(String[] args) {DatabaseConnectionFactory dbFactory = new DatabaseConnectionFactory();// 获取 MySQLConnection 对象并调用其 connect 方法DatabaseConnection mysqlConnection = dbFactory.createConnection("MYSQL");mysqlConnection.connect();  // 输出: Connecting to MySQL database...// 获取 PostgreSQLConnection 对象并调用其 connect 方法DatabaseConnection postgresqlConnection = dbFactory.createConnection("POSTGRESQL");postgresqlConnection.connect();  // 输出: Connecting to PostgreSQL database...}
}
详细代码解析
  • DatabaseConnection是一个接口，定义了connect方法；
  • MySQLConnection和PostgreSQLConnection类实现了DatabaseConnection接口，分别负责不同数据库的连接；
  • DatabaseConnectionFactory类的静态方法createConnection根据传入的数据库类型参数创建并返回对应的数据库连接对象；
  • 你只需通过调用DatabaseConnectionFactory.createConnection方法并传入数据库类型参数，就能得到相应的数据库连接对象。

5. 简单工厂模式的优缺点

优点
  • 解耦：把对象的创建过程封装在工厂类里，客户端代码只需关心怎么用，不用关心怎么创建；
  • 灵活性：通过工厂类可以灵活地创建不同类型的对象，扩展性杠杠的。
缺点
  • 违背开闭原则：每次新增对象类型，都得改工厂类，比较麻烦；
  • 单一职责问题：工厂类负责创建所有对象，复杂项目里可能会比较臃肿。

6.示意图（图片来源：https://xie.infoq.cn/article/270b6bbfd752d9906bf0a09df）

img

7. 总结

简单工厂模式就是这么神奇，它让对象的创建变得简单又高效，适用于各种需要灵活创建对象的场景。虽然它有一些缺点，但在大多数情况下，简单工厂模式依然是个非常实用的设计模式。希望今天的分享能让大家对简单工厂模式有更深入的理解，如果你在项目中也用到了简单工厂模式，欢迎留言分享你的经验和见解！
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