工厂模式

工厂模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。

介绍

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。

应用实例： 1、您需要一辆汽车，可以直接从工厂里面提货，而不用去管这辆汽车是怎么做出来的，以及这个汽车里面的具体实现。 2、Hibernate 换数据库只需换方言和驱动就可以。

优点： 1、一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。 2、扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。 3、屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。

缺点：每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。

使用场景： 1、日志记录器：记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等，用户可以选择记录日志到什么地方。 2、数据库访问，当用户不知道最后系统采用哪一类数据库，以及数据库可能有变化时。 3、设计一个连接服务器的框架，需要三个协议，"POP3"、"IMAP"、"HTTP"，可以把这三个作为产品类，共同实现一个接口。

注意事项：作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式，而简单对象，特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度。

实现

我们将创建一个 Shape 接口和实现 Shape 接口的实体类。下一步是定义工厂类 ShapeFactory。

FactoryPatternDemo，我们的演示类使用 ShapeFactory 来获取 Shape 对象。它将向 ShapeFactory 传递信息（CIRCLE / RECTANGLE / SQUARE），以便获取它所需对象的类型。

步骤 1

创建一个接口:

Shape.java

public interface Shape { void draw(); }

步骤 2

创建实现接口的实体类。

Rectangle.java

public class Rectangle implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Inside Rectangle::draw() method."); } }

Square.java

public class Square implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Inside Square::draw() method."); } }

Circle.java

public class Circle implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Inside Circle::draw() method."); } }

步骤 3

创建一个工厂，生成基于给定信息的实体类的对象。

ShapeFactory.java

public class ShapeFactory { //使用 getShape 方法获取形状类型的对象 public Shape getShape(String shapeType){ if(shapeType == null){ return null; } if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){ return new Circle(); } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){ return new Rectangle(); } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){ return new Square(); } return null; } }

步骤 4

使用该工厂，通过传递类型信息来获取实体类的对象。

FactoryPatternDemo.java

public class FactoryPatternDemo { public static void main(String[] args) { ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory(); //获取 Circle 的对象，并调用它的 draw 方法 Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE"); //调用 Circle 的 draw 方法 shape1.draw(); //获取 Rectangle 的对象，并调用它的 draw 方法 Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE"); //调用 Rectangle 的 draw 方法 shape2.draw(); //获取 Square 的对象，并调用它的 draw 方法 Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE"); //调用 Square 的 draw 方法 shape3.draw(); } }

步骤 5

执行程序，输出结果：

Inside Circle::draw() method.
Inside Rectangle::draw() method.
Inside Square::draw() method.

其他相关文章

设计模式 – 工厂模式

设计模式简介

抽象工厂模式

16 篇笔记写笔记

#16

使用反射机制可以解决每次增加一个产品时，都需要增加一个对象实现工厂的缺点

public class ShapeFactory {
    public static Object getClass(Class<?extends Shape> clazz) {
        Object obj = null;

        try {
            obj = Class.forName(clazz.getName()).newInstance();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return obj;
    }
}

使用的使用采用强制转换

Rectangle rect = (Rectangle) ShapeFactory.getClass(Rectangle.class);
rect.draw();
Square square = (Square) ShapeFactory.getClass(Square.class);
square.draw();

这样就只需要一个对象实现工厂

冷锋SJ记忆3年前 (2017-08-20)

#15

public class ShapeFactory {
    public static <T> T getClass(Class<? extends T> clazz) {
        T obj = null;

        try {
            obj = (T) Class.forName(clazz.getName()).newInstance();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return obj;
    }
}

省略类型强制转换，支持多态

Rectangle rect = ShapeFactory.getClass(Rectangle.class);
rect.draw();

Shape square = ShapeFactory.getClass(Square.class);
square.draw();

tongyu2年前 (2018-01-29)

#14

在上面的基础上进一步扩展，针对多个接口实现一个公共的工厂类：

public class ObjectFactory {
    public <T> Object getObject(Class<T> clazz) {
       if (clazz == null ) {
           return null;
    }    
        Object obj  = null;
        try {
            obj = Class.forName(clazz.getName()).newInstance();
        } catch (InstantiationException | IllegalAccessException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return obj;
    }
}

dugw2年前 (2018-03-21)

#13

在jdk9中直接使用泛型的newInstance方法已经过时。重写的getClass()方法如下：

public <T> T getClass(Class<? extends T> clazz) {
    T obj = null;
    try {
        obj = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
    } 
        catch (ReflectiveOperationException e) {
        e.printStackTrace();  
    }
    return obj;
}

佐手2年前 (2018-03-28)

#12

public class ShapeFactory {
    
   //使用 getShape 方法获取形状类型的对象
   public Shape getShape(String shapeType){
      if(shapeType == null){
         return null;
      }        
      if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
         return new Circle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
         return new Rectangle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
         return new Square();
      }
      return null;
   }
}

创建的这个工厂，这个创建函数，没能看出有什么特别的，还特别繁琐，如果IShape类太多，那么if else语句也将增加太多，不好维护，与其这样写，还不如改成如下：

public class ShapeFactory {
    
   //使用 getShape 方法获取形状类型的对象
  public Shape getShape(Class<?> clazz){
        try {
            return (IShape) clazz.getConstructor().newInstance();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (SecurityException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

这样写在创建时也不用知道具体的类别，易于管理维护。

1310337382@qq.com2年前 (2018-04-03)

#11
   kusirp21
  hoo***@hotmail.com
98
楼上几位真心会开玩笑！
其实使用反射是一种不错的办法，但反射也是从类名反射而不能从类反射！
先看一下工厂模式是用来干什么的——属于创建模式，解决子类创建问题的。换句话来说，调用者并不知道运行时真正的类名，只知道从“Circle"可以创建出一个shape接口的类，至于类的名称是否叫'Circle"，调用者并不知情。所以真正的对工厂进行扩展的方式（防止程序员调用出错）可以考虑使用一个枚举类（防止传入参数时，把circle拼写错误）。
如果调用者参肯定类型是Circle的话，那么其工厂没有存在的意义了！
比如 IShape shape = new Circle();这样不是更好？也就是说调用者有了Circle这个知识是可以直接调用的，根据DP（迪米特法则）其实调用者并不知道有一个Circle类的存在，他只需要知道这个IShape接口可以计算圆面积，而不需要知道；圆这个类到底是什么类名——他只知道给定一个”circle"字符串的参数,IShape接口可以自动计算圆的面积就可以了！
其实在.net类库中存在这个模式的的一个典型的。但他引入的另一个概念“可插入编程协议”。
那个就是WebRequest req = WebRequest.Create("http://ccc......");可以自动创建一个HttpWebRequest的对象，当然，如果你给定的是一个ftp地址，他会自动创建一个FtpWebRequest对象。工厂模式中着重介绍的是这种通过某个特定的参数，让你一个接口去干对应不同的事而已！而不是调用者知道了类！
比如如果圆的那个类名叫"CircleShape“呢？不管是反射还是泛型都干扰了你们具体类的生成！其实这个要说明的问题就是这个，调用者（clinet)只知道IShape的存在，在创建时给IShape一个参数"Circle",它可以计算圆的面积之类的工作，但是为什么会执行这些工作，根据迪米特法则，client是不用知道的。
我想问一下那些写笔记的哥们，如果你们知道了泛型，那么为什么不直接使用呢？干吗还需要经过工厂这个类呢？不觉得多余了吗？
如果，我只是说如果，如果所有从IShape继承的类都是Internal类型的呢？而client肯定不会与IShape一个空间！这时，你会了现你根本无法拿到这个类名！
Create时使用注册机制是一种简单的办法，比如使用一个枚举类，把功能总结到一处。而反射也是一种最简单的办法，调用者输入的名称恰是类名称或某种规则时使用，比如调用者输入的是Circle，而类恰是CircleShape，那么可以通过输入+”Shape"字符串形成新的类名，然后从字符串将运行类反射出来！
工厂的创建行为，就这些作用，还被你们用反射或泛型转嫁给了调用者（clinet)，那么，这种情况下，要工厂类何用？！
kusirp21
   kusirp21
  hoo***@hotmail.com
2年前 (2018-06-17)

#10

使用枚举优化

public enum Factory {
    CIRCLE(new Circle(),"CIRCLE"),
    RECTANGLE(new Rectangle(),"RECTANGLE"),
    SQUARE(new Square(),"SQUARE");
    
    // 成员变量  
    private Shape shape;  
    private String name;  
    
    // 普通方法  
    public static Shape getShape(String name) {  
        for (Factory c : Factory.values()) {  
            if (c.name == name) {  
                return c.shape;  
            }  
        }  
        return null;  
    } 
    // 构造方法  
    private Factory(Shape shape, String name) {  
        this.shape = shape;  
        this.name = name;  
    } 
    public String getName() {
        return name;
    }
    public Shape getShape() {
        return shape;
    }


    public void setShape(Shape shape) {
        this.shape = shape;
    }


    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    } 
    
}


/*使用枚举类*/
Factory.getShape("CIRCLE").draw();
Factory.getShape("RECTANGLE").draw();
Factory.getShape("SQUARE").draw();

罗2年前 (2018-07-02)

使用类名增加耦合性，那就需要使用常量或者枚举类解耦合。

// 接口 增加常量或枚举
public interface Shape {
    static String SHAPE_YUAN = Yuan.class.getName();
    static String SHAPE_FANG = Fang.class.getName();
    static String SHAPE_CHANG = Chang.class.getName();
    void draw();
}

// 工厂方法
public class Factory {
    public static Shape getShape2(String type) {
    try {
        return (Shape) Class.forName(type).getDeclaredConstructor().newInstance();
    } catch (InstantiationException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IllegalAccessException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IllegalArgumentException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (InvocationTargetException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (NoSuchMethodException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (SecurityException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }
        return null;
    }
}

// 调用

Shape s21 = Factory.getShape2(Shape.SHAPE_CHANG);
s21.draw();

Shape s22 = Factory.getShape2(Shape.SHAPE_FANG);
s22.draw();

Shape s23 = Factory.getShape2(Shape.SHAPE_YUAN);
s23.draw();

往生在世2年前 (2018-07-09)

@kusirp21 讲得很好，使用枚举类优化。

增加枚举类

public enum ShapeType{
    CIRCLE,
    RECTANGLE,
    SQUARE
}

修改工厂类的工厂方法，个人建议工厂方法应该是静态方法或者采用单例模式：

public class ShapeFactory{
    public static Shape getShape(ShapeType type){
        switch(type){
            case CIRCLE:
                return new Circle();
            case RECTANGLE:
                return new Rectangle();
            case SQUARE:
                return new Square();
            default:
                throw new UnknownTypeException();
        }
    }
}

上面用到的类和接口与课程中的一样。

最后是使用示例：

public class FactoryPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //获取 Circle 的对象，并调用它的 draw 方法
        Shape shape1 = ShapeFactory.getShape(ShapeType.CIRCLE);

        //调用 Circle 的 draw 方法
        shape1.draw();

        //获取 Rectangle 的对象，并调用它的 draw 方法
        Shape shape2 = ShapeFactory.getShape(ShapeType.RECTANGLE);

        //调用 Rectangle 的 draw 方法
        shape2.draw();

        //获取 Square 的对象，并调用它的 draw 方法
        Shape shape3 = ShapeFactory.getShape(ShapeType.SQUARE);

        //调用 Square 的 draw 方法
        shape3.draw();
    }
}

牟春平2年前 (2018-07-26)

#7
   msyms
  934***531@qq.com
  参考地址
19
一、一句话概括工厂模式
- 简单工厂：一个工厂类，一个产品抽象类。
- 工厂方法：多个工厂类，一个产品抽象类。
- 抽象工厂：多个工厂类，多个产品抽象类。
二、生活中的工厂模式
- 简单工厂类：一个麦当劳店，可以生产多种汉堡。
- 工厂方法类：一个麦当劳店，可以生产多种汉堡。一个肯德基店，也可以生产多种汉堡。
- 抽象工厂类：百胜餐饮集团下有肯德基和百事公司，肯德基生产汉堡，百事公司生成百事可乐。
msyms
   msyms
  934***531@qq.com
  参考地址
1年前 (2018-10-20)

工厂模式实例：

package 工厂设计模式;

public class Factory_pattern {
    public static void main(String[] args) {
        Factory facortoy = new Factory();
        Person zgr = facortoy.getInstance("zgr");
        zgr.eat();
    }
}

//人类都具有吃方法
interface  Person{
    public void eat();
}

//中国人
class zgr implements Person{

    @Override
        public void eat() {
        System.out.println("中国人吃饭用筷子");
    }
}

//印度人
class ydr implements Person{

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("印度人用手吃饭");
    }
}

//美国人
class mgr implements Person{

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("美国人用刀和叉子吃饭");
    }
}

interface Instance{
    public Person getInstance(String str);
}

class Factory implements Instance{
    @Override
    public Person getInstance(String str) {
        if(str.equals("zgr")) {
            return new zgr();
        }else if(str.equals("ydr")) {
            return new ydr();
        }else if(str.equals("mgr")) {
            return new mgr();
        }else {
            return null;
        }
    }
}

李金晨1年前 (2018-10-21)

根据上面 @kusirp21 枚举的思路实现的工厂模式:

public enum ShapeType {
    CIRCLE(new Circle()), RECTANGLE(new Rectangle()), SQUARE(new Square());
    private Shape shape;
    private ShapeType(Shape shape) {
        this.shape = shape;
    }

    public Shape getShape() {
        return shape;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ShapeType.CIRCLE.getShape().draw();
    }
}

Robbie1年前 (2018-11-14)

接口定义实现类的规范，通过反射工厂类进行生产，完整的一个过程就是。

接口类：

public interface Shape {
   void draw();
}

实现类：

public class Rectangle implements Shape{
   @Override   public void draw() {
      System.out.println("Rectangle");  
   }
}

public class Square implements Shape{
   @Override   public void draw() {
      System.out.println("Square");  
   }
}

工厂类:

public class ShapeFactory{
   public static Shape getClass(Class<?extends Shape> clazz) {
       Shape o = null;     
        try {
          o = (Shape) Class.forName(clazz.getName()).newInstance();       
        } catch (InstantiationException e) {
          e.printStackTrace();       
        } catch (IllegalAccessException e) {
          e.printStackTrace();       
        } catch (ClassNotFoundException e) {
          e.printStackTrace();       
        }
       return o;    
     }
  }
}

给定条件产出：

public class FactoryModeImpl {
   public static void main(String[] args) {
      Shape shape = ShapeFactory.getClass(Square.class);      
      shape.draw();  
   }
}

阿燃1年前 (2018-12-22)

在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。

此练习中我写的工厂是通过一个方法（买狗）来调用相应对象创建语句去创建不同的（狗）对象；用子对象中的重写方法验证父对象被赋值后调用的方法是属于谁的。

具体的解释在代码中已经标明:

import java.util.Scanner;
//多态
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        Factory no1=new Factory();//创建工厂对象
        no1.maigou();//调用工厂的方法（买狗）
    }
}
class Factory{
    public void maigou(){
        Dog1 dog=new Dog1();
        System.out.println("要买什么狗？");
        Scanner sc=new Scanner(System.in);
        String str=sc.nextLine();
        switch(str){
            default:
                System.out.println("没有这玩意儿");
                break;
            case "金毛" :
                dog=new Jinmao();
                dog.show(); 
                break;//将子类赋值给父类并调用重写后的方法
            case "二哈" :
                dog=new Erha();
                dog.show();//将子类赋值给父类并调用重写后的方法
        }
    }
}
class Dog1{    //这里因为Dog类在其他包里建过了，为了避免冲突，取名Dog1
    public void show(){
        System.out.println("这是一只狗");
    }
}
class Erha extends Dog1{
    public void show(){
        System.out.println("这是一只二哈");//通过重写函数show验证dog对象调用的方法是谁的
    }
}
class Jinmao extends Dog1{
    public void show(){
        System.out.println("这是一只金毛");//通过重写函数show验证dog对象调用的方法是谁的
    }
}

杨轻帆7个月前 (08-08)

python 代码实现示例：

class Shape(object):
    def draw(self):
        pass
    
class RectangleImplementsShape(Shape):
    def __init__(self):
        print("this relalize Interface")
    def draw(self):
        print("Inside Rectangle::draw() method.")
        
class SquareImplementsShape(Shape):
    def __init__(self):
        print("this relalize Interface")
    def draw(self):
        print("Inside Square::draw() method.")
        
        
class CircleImplementsShape(Shape):
    def __init__(self):
        print("this relalize Interface")
    def draw(self):
        print("Inside Circle::draw() method.")
        
class ShapeFactory(object):
    def __init__(self):
        print("ShapeFactory init")
    def getShape(self,method):
        if method.lower() == 'rectangle':
            return RectangleImplementsShape()
        if method.lower() == 'square':
            return SquareImplementsShape()
        if method.lower() == 'circle':
            return CircleImplementsShape()

            
        
shapeFactory = ShapeFactory()        
        
shap1 = shapeFactory.getShape('Rectangle')
shap2 = shapeFactory.getShape('Square')
shap3 = shapeFactory.getShape('Circle')

shap1.draw()
shap2.draw()
shap3.draw()

BertYY7个月前 (08-24)

Python 方式：

# Python原生默认不支持接口，默认多继承，所有的方法都必须不能实现
from abc import  abstractmethod,ABCMeta
# 声明一个抽象接口
class Shape(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def draw(self):
        pass

# 三个形状继承实现 Shape 接口
class Rectangle(Shape):
    def draw(self):
        print("Inside Ractangle.draw method")

class Square(Shape):
    def draw(self):
        print("Inside Square.draw method")

class Circle(Shape):
    def draw(self):
        print("Inside Circle.draw method")

# 创建一个工厂
class ShapeFactory():
    def getShape(self,shapeType):
        if shapeType == None :
            return None
        elif shapeType.upper() == "CIRCLE":
            return Circle()
        elif shapeType.upper() == "RECTANGLE":
            return Rectangle()
        elif shapeType.upper() == "SQUARE":
            return Square()
        return None

# 输出
if __name__ == '__main__':
    shapeFactory = ShapeFactory()
    shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE")
    shape1.draw()
    shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE")
    shape2.draw()
    shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE")
    shape3.draw()

Siskin.xu1周前 (02-28)

菜鸟教程 -- 学的不仅是技术，更是梦想！

设计模式其他

工厂模式

介绍

实现

步骤 1

Shape.java

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Rectangle.java

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ShapeFactory.java

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FactoryPatternDemo.java

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