工厂模式详解

在设计模式中，工厂模式属于创建型模式，核心是封装对象的创建过程，降低代码耦合度。根据抽象程度和应用场景的不同，工厂模式主要分为3 种，由简单到复杂依次是：

一、简单工厂模式（Simple Factory）

核心特点：

• 不属于 GoF 23 种经典设计模式，是一种 “简易实现”，也叫静态工厂模式。
• 定义一个工厂类，通过静态方法接收参数，根据参数类型创建不同的产品实例。
• 产品类需要继承同一个抽象产品类或实现同一个接口。

适用场景：产品类型较少且相对固定，不需要频繁扩展新产品。

代码示例

// 抽象产品 public interface Phone { void make(); } // 具体产品1 public class IPhone implements Phone { @Override public void make() { System.out.println("生产苹果手机"); } } // 具体产品2 public class HuaweiPhone implements Phone { @Override public void make() { System.out.println("生产华为手机"); } } // 简单工厂类 public class PhoneFactory { // 静态工厂方法 public static Phone createPhone(String type) { if ("iphone".equals(type)) { return new IPhone(); } else if ("huawei".equals(type)) { return new HuaweiPhone(); } throw new IllegalArgumentException("不支持的手机类型"); } } // 测试 public class Test { public static void main(String[] args) { Phone iphone = PhoneFactory.createPhone("iphone"); iphone.make(); // 输出：生产苹果手机 } }

缺点：新增产品时需要修改工厂类的代码，违反开闭原则。

二、工厂方法模式（Factory Method）

核心特点：

• 属于 GoF 23 种经典设计模式。
• 定义一个抽象工厂接口，每个具体产品对应一个具体工厂类，由具体工厂负责创建对应的产品实例。
• 抽象工厂只定义创建产品的方法，具体实现交给子类。

适用场景：产品类型较多，且需要频繁扩展新的产品，符合开闭原则。

代码示例

// 抽象产品 public interface Phone { void make(); } // 具体产品1 public class IPhone implements Phone { @Override public void make() { System.out.println("生产苹果手机"); } } // 具体产品2 public class HuaweiPhone implements Phone { @Override public void make() { System.out.println("生产华为手机"); } } // 抽象工厂 public interface PhoneFactory { Phone createPhone(); } // 具体工厂1：生产苹果手机 public class IPhoneFactory implements PhoneFactory { @Override public Phone createPhone() { return new IPhone(); } } // 具体工厂2：生产华为手机 public class HuaweiFactory implements PhoneFactory { @Override public Phone createPhone() { return new HuaweiPhone(); } } // 测试 public class Test { public static void main(String[] args) { PhoneFactory factory = new IPhoneFactory(); Phone phone = factory.createPhone(); phone.make(); // 输出：生产苹果手机 } }

优点：新增产品时只需添加对应的具体产品类和具体工厂类，无需修改原有代码，符合开闭原则。缺点：产品和工厂成对增加，会导致类的数量增多，增加系统复杂度。

三、抽象工厂模式（Abstract Factory）

核心特点：

• 属于 GoF 23 种经典设计模式，是工厂方法模式的升级版本。
• 抽象工厂不仅创建一种产品，而是创建一族相关的产品（产品族），且产品之间通常存在关联或依赖关系。
• 定义一个抽象工厂接口，包含多个创建不同产品的方法；每个具体工厂类负责创建同一产品族的所有产品实例。

适用场景：需要创建一组相关联的产品，且产品族的结构相对稳定。

代码示例（Java）

// --- 产品族1：手机 --- public interface Phone { void make(); } public class IPhone implements Phone { @Override public void make() { System.out.println("生产苹果手机"); } } public class HuaweiPhone implements Phone { @Override public void make() { System.out.println("生产华为手机"); } } // --- 产品族2：电脑 --- public interface Computer { void make(); } public class Mac implements Computer { @Override public void make() { System.out.println("生产苹果电脑"); } } public class MateBook implements Computer { @Override public void make() { System.out.println("生产华为电脑"); } } // --- 抽象工厂：生产电子设备族 --- public interface ElectronicFactory { Phone createPhone(); Computer createComputer(); } // --- 具体工厂1：苹果工厂（生产苹果手机+苹果电脑） --- public class AppleFactory implements ElectronicFactory { @Override public Phone createPhone() { return new IPhone(); } @Override public Computer createComputer() { return new Mac(); } } // --- 具体工厂2：华为工厂（生产华为手机+华为电脑） --- public class HuaweiFactory implements ElectronicFactory { @Override public Phone createPhone() { return new HuaweiPhone(); } @Override public Computer createComputer() { return new MateBook(); } } // 测试 public class Test { public static void main(String[] args) { ElectronicFactory factory = new AppleFactory(); Phone phone = factory.createPhone(); Computer computer = factory.createComputer(); phone.make(); // 输出：生产苹果手机 computer.make(); // 输出：生产苹果电脑 } }

优点：可以确保同一工厂生产的产品属于同一产品族，避免不兼容的产品组合。缺点：新增产品族时符合开闭原则，但新增产品类型（如在电子设备中新增平板）时，需要修改抽象工厂和所有具体工厂的代码，违反开闭原则。

四、三种工厂模式的对比