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简单工厂、工厂方法和抽象工厂的区别1024工厂-csdn博客

钱瑜 2025-11-02 14:46:02

每经编辑｜陈红斌

当地时间2025-11-02,,大狙大雷视频大全下载安装

代码的“生产线”：为何我们需要工厂模式？

想象一下，你正在经营一家玩具工厂，你需要生产各种各样的玩具(ju)：小汽车、芭比娃娃、乐(le)高积木(mu)。起初，一切都很简单。每当有订单，你直接拿(na)起对应的模具，加工，然后组装。但很快，问题就来了。

随着玩具种类的增(zeng)多，你的生产流程变得越(yue)来(lai)越复杂。你需要维护大量的模具，每(mei)增加一种新玩具，就(jiu)意味着(zhe)你需要增加一套新(xin)的工具(ju)和流程。当客户想要定制一款独一无二的玩具时，你更是头疼欲裂，因为你需要修改现有的生产线，这不仅(jin)耗时，还可能影响其他玩具的生(sheng)产。

在(zai)软(ruan)件开发的世界里，我们常常面临类似的问题。当我们创建对象时，如果直接在代(dai)码中硬编码对象的创建逻辑，会带来一(yi)系列的麻烦：

紧耦合：客户端代(dai)码直接依赖于具体的产品类，一旦产品类发生变化，客户端代码(ma)也必须随之修改。这(zhe)就像你的玩具订(ding)单系统直接连接到每一个玩具的生产流程，改(gai)一个螺丝都需要改整个系统(tong)。可扩展性差：想要增加新(xin)的产品类型？那你可(ke)能需要修改(gai)大量创建对象的代码，这无疑是“牵一发而动全身”。

代码冗余：相(xiang)似的对象创建逻辑可能会在代码中反复出现，导致代码重复，难以维护。

工厂模式，正是为了解(jie)决这些痛点而诞生的“神器”。它就像是为你的代码建造了一条高效、灵活的“生产线”，将对象的创建过程与客户(hu)端代码(ma)解耦，让你的程序更加健壮、易于扩展(zhan)和维护。今天，我们就来深入了解(jie)一下工厂模式的“三(san)驾马车”：简单工厂、工厂方法和抽象工厂，看看它们各自有什么绝活！

简单工厂——“万能的组装师傅”

简单工厂，顾名思义，就是一种“简单”的工厂。它并不属于GoF（GangofFour）的23种设计模式，但因为其简洁易懂的特性，在实际开发中应用非常广泛。你可以把它(ta)想象(xiang)成一个“万(wan)能的组装师傅”。

它的核心思想是什么？

简单工厂的核心在于，将对象的创建逻辑封装在一个单独的类（工厂类）中。客户端只需要告诉工厂它想要什(shen)么“产品”，工厂就会根据“指令”返回相应的具体产品对象。

场景举例：

假设我们要开(kai)发一个图形绘制系(xi)统，可以绘制圆形、方形(xing)和三角形。

传统方式（无工厂）：//客户端代码Shapeshape;if(type.equals("circle")){shape=newCircle();}elseif(type.equals("square")){shape=newSquare();}else{shape=newTriangle();}shape.draw();

看到了吗？客户端代码需要知道所有具体图形类的存在，并且需要用(yong)大量的if-else语句来判断创建(jian)哪个对象。一旦我们增加一个新的图形（比如椭圆），就需要修改这里的代码。

使用简单工厂：

我们创建一个ShapeFactory类：

//ShapeFactory.javapublicclassShapeFactory{publicShapegetShape(StringshapeType){if(shapeType==null){returnnull;}if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){returnnewCircle();}elseif(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){returnnewSquare();}elseif(shapeType.equalsIgnoreCase("TRIANGLE")){returnnewTriangle();}returnnull;}}//客户端代码ShapeFactoryfactory=newShapeFactory();Shapeshape1=factory.getShape("CIRCLE");shape1.draw();Shapeshape2=factory.getShape("SQUARE");shape2.draw();

简单工厂的优点：

封装了创建(jian)逻辑：客户端无需关心对象的具体(ti)创建过程，只需要调用工(gong)厂的静态方法（通常是静态方法，也有非静态的）并传入参数即可(ke)。提高了代码的可读性和可维护性(xing)：对象创建的逻辑集(ji)中在一个地方，易(yi)于修改和维护。降低了客户端与具体产品类的耦合(he)：客户(hu)端只依赖于工厂类，而不(bu)是具体的产品类。

简单工厂的缺点：

工厂类职责过重：当产品种类(lei)非常(chang)多时，工厂类的if-else或switch语句会变得非常庞大，难(nan)以维护。不符合开闭原则（OCP）：每次增加新的产品类型，都需要修(xiu)改工厂类，这违背了“对扩展开放，对修改关闭”的设计原(yuan)则。

简单工(gong)厂的应用场景：

简单工厂非常适合在以下场景使用(yong)：

当你的应用中需要创建的对象种类不多，且变化不频繁时。当你希望将对象的创建逻辑集中管理，避免在多(duo)个地方重复编写相同的创(chuang)建代码时。当你希望隐藏对象创建(jian)的细节，让客户端代码更简洁时。

简单工厂就像一个勤劳的“万能组装师傅”，能够根据你的需求快速组装出各种零件。但如果零件(jian)种类实在太(tai)多，师傅一个(ge)人就有点忙不过来(lai)了，而且每次来新零件，都得教师傅一遍新做法，这就不太符合“不修改既有代码就能扩展”的原则了。

别担心，接下来的“工厂方法(fa)”和“抽象工厂”将带来更高级的解决方案，让我们一起进入下一个篇章，看(kan)看它们如何应对更复杂的“生产挑战”！

工厂方法——“各司其职的专业流水线”

如果说简单工厂是一位“万能组装师傅”，那么工厂方法模式（FactoryMethod）则(ze)更像是“各司其职的专业流水线”。它将创建对象的责任委托给(gei)子(zi)类，让每个子类负责创(chuang)建一种特定的产品。

它的核心思想是什么？

工厂方法模式定义了一个创建对象的接口，但由子类决定实例化哪一个类。换句话说，它允许一个类延迟实例化到子类。工厂方法模式将创建对象的工作“推(tui)”给了子类，每个子类实现一个工厂方法，用(yong)于创建相应的产品。

场景举例：

我们继续上面的图形绘(hui)制系统。这(zhe)次，我们希望能够轻松地添加新的图形类型，而不需要修改现有的代码。

使用工(gong)厂方法模式：

我们定(ding)义一个抽象的ShapeFactory（或称为Creator）：

//AbstractShapeFactory.java(Creator)publicabstractclassShapeFactory{//工厂方法，由子类实现publicabstractShapecreateShape();//模板方(fang)法，利用工厂方法创建并(bing)使用产品publicvoiddrawShape(){Shapeshape=createShape();//委托给子(zi)类创建shape.draw();}}

然后，我们为每种图形创建一个具体的工厂类（ConcreteCreator）：

//CircleFactory.java(ConcreteCreator)publicclassCircleFactoryextendsShapeFactory{@OverridepublicShapecreateShape(){returnnewCircle();}}//SquareFactory.java(ConcreteCreator)publicclassSquareFactoryextendsShapeFactory{@OverridepublicShapecreateShape(){returnnewSquare();}}//TriangleFactory.java(ConcreteCreator)publicclassTriangleFactoryextendsShapeFactory{@OverridepublicShapecreateShape(){returnnewTriangle();}}

客户端代码现在变得非常简洁：

//客户端代码ShapeFactoryfactory=newCircleFactory();factory.drawShape();//创建并绘制圆形ShapeFactoryfactory2=newSquareFactory();factory2.drawShape();//创建并绘制方形

工厂方法模式的优点：

符合开闭原(yuan)则（OCP）：当需要添加新的产品类型时，只需(xu)要创建一个新的具体工厂类，而无需修改已(yi)有的工厂类和客户端代码。这极大地提高了代码的可扩展性。实现了创建与使用分(fen)离(li)：客户端代码与具体产品类和具体工厂类分离，提高(gao)了代码的灵活性。单一职责原则：每(mei)个具体工厂类只负责创建一种产品。

工厂方法模式的缺点：

类的数量增加：每增(zeng)加一种产品(pin)，就需要增加一个具体的工厂类。当产品种类非常多时(shi)，类的数量可能会急剧增加，带来一定的管理负担(dan)。引入了额外的复杂度：相(xiang)对于简单工(gong)厂，工厂方法模式引入了(le)抽象工厂和具体工厂的概念，需要更深入的(de)理解。

工厂方法模式的应(ying)用场景：

工厂方法模式非常适合在以下场景使用：

当一个类不知道它需要创建的对象的具体类时。当一个类希望(wang)由其子类来创建对象时。当你希望通过引入新的子类来(lai)扩展框架的功能，而无需修改框架的核心代码时。

工厂方法就像是为每一种产品都配备了一台专属的(de)、高度自动化的生产线。这样(yang)做的好处是，当(dang)你想要生产新产品(pin)时，只需要“上线”一(yi)条新的生产线即可，而不会干扰到现有的生产。虽然初期需要为每种产品设计一条(tiao)生产线，但长远来看，这会大大提高生产效率和系统的可维护性。

抽象工厂——“家族式生产流水线”

在经历了“万能组装师傅”和“专属生产流水线(xian)”之后，我们终于迎来了工厂模(mo)式的(de)“集大成者(zhe)”——抽象工厂模式（AbstractFactory）。如果说工厂方法是生产单一产品线的专家，那么抽象工厂则是一个(ge)“家族式”的生产专家，它能够生产一系列相(xiang)关联的产(chan)品(pin)。

它的核心思想是什么？

抽象工厂模式提供一(yi)个创建(jian)一系列相关或依赖对象的接口，而无需(xu)指定它们的具体类。它通过定义一系列抽象的“工厂方法”，让具体的工厂类(lei)负责实现这些方法(fa)，从而(er)创建一系(xi)列具体的产品(pin)。

场(chang)景举例：

想象(xiang)一下，我(wo)们要开发(fa)一个跨平台的GUI工(gong)具包，需要支持Windows和Mac两种风格的界面。每种风格的界面都有相应的按钮、文本框和复选框。

使用抽象工厂模式：

我们首先定义一系(xi)列(lie)抽象产品接口：

//AbstractButton.javainterfaceButton{voidrender();}//AbstractTextBox.javainterfaceTextBox{voidrender();}//AbstractCheckBox.javainterfaceCheckBox{voidrender();}

然后，为每种(zhong)平台创建具体(ti)的产品实现：

//WindowsButton.javaclassWindowsButtonimplementsButton{@Overridepublicvoidrender(){System.out.println("RenderingWindowsButton");}}//MacButton.javaclassMacButtonimplementsButton{@Overridepublicvoidrender(){System.out.println("RenderingMacButton");}}//...其他产(chan)品(pin)的具体实现(TextBox,CheckBox)

接着，我们定义抽象工厂接口，其中包含创建各种产品的工厂方法：

//GUIFactory.java(AbstractFactory)interfaceGUIFactory{ButtoncreateButton();TextBoxcreateTextBox();CheckBoxcreateCheckBox();}

创(chuang)建(jian)具体的工厂类，每个工厂类负责生产一种风格的产品家族：

//WindowsFactory.java(ConcreteFactory)classWindowsFactoryimplementsGUIFactory{@OverridepublicButtoncreateButton(){returnnewWindowsButton();}@OverridepublicTextBoxcreateTextBox(){returnnewWindowsTextBox();//假设已实现}@OverridepublicCheckBoxcreateCheckBox(){returnnewWindowsCheckBox();//假设已实现}}//MacFactory.java(ConcreteFactory)classMacFactoryimplementsGUIFactory{@OverridepublicButtoncreateButton(){returnnewMacButton();}@OverridepublicTextBoxcreateTextBox(){returnnewMacTextBox();//假设已实现}@OverridepublicCheckBoxcreateCheckBox(){returnnewMacCheckBox();//假设已实现}}

客户端代码只需选择对应的工厂，就可(ke)以获得一组协调(diao)一致的产品：

//客户端代码(ma)GUIFactoryfactory=newWindowsFactory();//或者newMacFactory();Buttonbutton=factory.createButton();TextBoxtextBox=factory.createTextBox();CheckBoxcheckBox=factory.createCheckBox();button.render();textBox.render();checkBox.render();

抽象工厂模式的优点：

强制组合一致性：抽象工厂确保了创建的产品是相互兼容(rong)的，因为它们(men)都来自同一个工厂。这有助于避免因为产品组合不当而产(chan)生的错误。易于替(ti)换产品家族：当需要更换整个产品家族（例如，从Windows风格切换到Mac风格）时，只需要更换具体的工厂(chang)类即可，而无需(xu)修改客户端代码。

封装了产品族的创建过程：客户端代码与具体产品类和具(ju)体工厂类分(fen)离。

抽象工厂模(mo)式的缺点：

难以添加新的产品类型：如果需要在产品家族中添加新的产品类型（例如，增加一个“菜单”组(zu)件），就需要修改抽象工厂接口，并要求所有具体的工厂类都实现新的工厂方法。这会(hui)破坏开闭原则。类的数量增加：同样，产品种类越多，工厂类和产品类的数量也会越多。

抽(chou)象工厂模式的应用场景：

抽(chou)象工厂模式非常适合在以下(xia)场景使用：

当一个系统不依赖于用户创建产品，而只依赖于产品的具体类(lei)时。当一个系统需要一系列相关联的产品对象，并且这些产品对象必须一起使用时。当你想提供一个产品库，但又不想暴露其内部实现，并且希(xi)望允许用户选择这个库的一(yi)个具体实现时。当需要创建(jian)跨平台的应用程序时。

抽象工厂就像是一个“生产家族”的总代理(li)。它(ta)负责协调和管理整(zheng)个产品家族的生产，确保(bao)生产出来的产品(pin)（比如同一风格的按钮、文本框、复选框）能够完美地协同工作。当(dang)你想要切换(huan)到另一个“家族”（比如切换界面风格），只需要换一个(ge)总代理即可。唯一的挑战是，如果这个家族突然要增加一个全新的产品种类，那所有的总代理和生产线都得跟着更(geng)新，这有点反“易扩展”的原则。

总结：三驾马车，各显神通

简单工厂：“万能组装师傅”，代码简洁，适合产品种类不多且变化不频繁的场景。缺点是工厂职责过重，不符合开闭原则。工厂方法：“专属生产流水线”，将创建逻辑委托(tuo)给子类，符(fu)合开闭原则，可扩展性强。缺点是类的数量可能增多。抽象工厂：“家族式生产流水线”，创建一系列相关联的产品(pin)，保证了产品族的一致性。

缺点是添加新产品类型比较(jiao)困难。

这“三驾马(ma)车”各有千秋，选择哪种模式(shi)，取决于你的具体业务需求和对(dui)系统可扩展性的要求。理解它们的原理和应用场(chang)景，能帮助我们写出更加灵活、健壮、易于维护的代码(ma)，让(rang)你的程序真正拥有“工厂般”的效率和智慧(hui)！希望这篇文章能让(rang)你对(dui)这几种工厂模式有了更清晰的认识。