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工厂模式Factory Pattern特别是工厂方法模式Factory Method Pattern是一种创建型设计模式它定义了一个创建对象的接口但将实例化的类推迟到子类中进行。这样工厂方法模式允许类的实例化延迟到其子类。
应用场景
工厂模式通常在以下场景中使用
当类无法预知它需要创建哪个类的对象时。当类希望其子类指定创建对象时。当类的责任是创建多种类的实例但是希望将其具体实例化的类与使用这些对象的代码分离时。
示例
以下是一个Java示例演示了工厂方法模式的应用。假设我们有一个日志记录器的应用程序它可以将日志记录到不同的地方文件、数据库等。
首先我们定义日志记录器接口和几种不同类型的日志记录器
// 日志记录器接口
public interface Logger {void log(String message);
}// 文件日志记录器
public class FileLogger implements Logger {Overridepublic void log(String message) {System.out.println(Logging message to file: message);}
}// 数据库日志记录器
public class DatabaseLogger implements Logger {Overridepublic void log(String message) {System.out.println(Logging message to database: message);}
}接下来定义抽象工厂和具体工厂
// 抽象日志记录器工厂
public abstract class LoggerFactory {public abstract Logger createLogger();
}// 文件日志记录器工厂
public class FileLoggerFactory extends LoggerFactory {Overridepublic Logger createLogger() {// 可以在这里添加文件日志记录器的初始化代码return new FileLogger();}
}// 数据库日志记录器工厂
public class DatabaseLoggerFactory extends LoggerFactory {Overridepublic Logger createLogger() {// 可以在这里添加数据库日志记录器的初始化代码return new DatabaseLogger();}
}客户端代码可以这样使用工厂来创建日志记录器
public class Client {public static void main(String[] args) {LoggerFactory factory;Logger logger;// 根据需要选择合适的工厂factory new FileLoggerFactory();logger factory.createLogger();logger.log(This is a message.);// 更换另一种日志记录器factory new DatabaseLoggerFactory();logger factory.createLogger();logger.log(This is another message.);}
}原则间的权衡与冲突
开闭原则工厂方法模式很好地支持了开闭原则因为引入新的产品类不需要修改现有系统代码只需添加新的具体工厂和产品实现即可。单一职责原则每个具体工厂类只负责创建单一产品这符合单一职责原则。
然而如果产品种类非常多那么会产生大量的工厂类这可能会导致系统复杂度的增加。
设计模式的局限性
类的数量增多对每种类型的产品都需要创建一个具体工厂类这可能会导致系统中类的数量急剧增加。复杂性随着产品种类的增加整个系统的复杂性可能也会增加。
总结与建议
工厂方法模式是一个非常有用的模式它帮助系统保持灵活和可扩展并且能够应对产品对象的创建和管理。在设计时应当考虑是否真的需要工厂方法模式因为它可能会导致系统设计过于复杂。如果系统预计不会频繁地添加新产品或者产品种类不多那么使用简单工厂模式或者静态工厂方法可能是更好的选择因为它们可以避免过度设计同时保持代码的简洁和可维护性。
