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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

陆小洁 2025-11-03 00:32:48

每经编辑｜陈际瓦

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代码的“生产线”：为何我们需要工厂模(mo)式？

想象一(yi)下，你正在经营一家玩具工厂，你需要生(sheng)产各种各样的玩具：小(xiao)汽车、芭比娃娃、乐高积木。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。

随着玩具种类的增多，你的生产流程变得越来越复杂。你需要维护大量的模具，每增加(jia)一种新玩具，就意味着你需要增(zeng)加一套新的工具和流程。当客户想要定制一款独一无二的玩具时，你更(geng)是头(tou)疼欲裂，因为你需要修改现有的生产线，这不仅耗时，还可能影响其他玩具的生产(chan)。

在软件开发的世界里，我们常常面临类似的问题。当我们创建对象时，如果直接在代码(ma)中硬编(bian)码对(dui)象的(de)创建(jian)逻辑，会带来一系列的麻烦：

紧耦合：客户端代码直接依赖于具体的产品类，一旦产(chan)品类发生变化，客户端代码也必须随之修改。这就像你的玩具订单系统直接连接(jie)到每一个玩具的生产流程，改一个螺丝都需要改整个系统。可扩展性差：想要增加新的产品类型？那你可能需要修改大量创建(jian)对象的代码，这无疑是“牵一发而动全身”。

代码冗余：相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(dan)生的“神器”。它就像是为你的代码建造(zao)了一条高效、灵活的“生产线”，将(jiang)对象的创建过程与客户端代码解耦，让你的程序更加健壮、易(yi)于扩展和维护。今天(tian)，我(wo)们就来深入了解(jie)一下工厂模式的“三驾马车(che)”：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(wan)能的组装师傅”

简单工厂，顾名思义，就是一种“简单”的工厂(chang)。它并不属于(yu)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(yong)非常广泛。你可以把它想象成一个“万能的组装师傅”。

它的核(he)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(duan)只需要告诉工厂(chang)它想要什么“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(yi)个图形绘制系统，可以绘制圆形、方形和三角形。

传统方式（无工(gong)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，并且需要用大量的if-else语句来(lai)判断创建哪个对象。一旦(dan)我们增加一个新的图形（比如椭(tuo)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：

封装了创建逻辑：客户端无需关(guan)心(xin)对象的具体创建(jian)过程，只需要调用工厂的静态方法（通常是静态方法，也有(you)非静态的）并传入参数即可。提高了(le)代码的可读性和(he)可维(wei)护性：对象创建的逻辑集中在一个地方，易于修改和维护。降低了客户端(duan)与具体产品类的耦合：客户端只依(yi)赖于工厂(chang)类，而不是具体的产品类(lei)。

简单(dan)工厂的缺点：

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

简单工厂的应用场景(jing)：

简单工厂非常适合在以下场景使用：

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，避免在多个地方重复编写相同的创建代码时。当你希望隐藏对象创建的细节，让客户端代码更简洁时。

简单(dan)工(gong)厂就像一个勤劳的“万能组装师傅”，能够根(gen)据(ju)你的需求快速(su)组装出各种零件。但如果零件种类实在太多，师傅一个人就有点(dian)忙不过来了，而且每次来新零(ling)件(jian)，都(dou)得教师傅一遍新做(zuo)法，这就不(bu)太符合“不修改既有代(dai)码就能扩展”的原则了。

别(bie)担心(xin)，接下来的“工厂方法”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，看看它们如何应对(dui)更复杂的“生产挑战”！

工厂方法——“各司(si)其职的专业流水线”

如果说简单工厂是一位“万能组装师(shi)傅”，那(na)么工厂方法(fa)模式（FactoryMethod）则更(geng)像是“各司其职的专业流水线”。它将创建对象的责任委(wei)托给子类，让每个子类负责创建一(yi)种特定的产品。

它的核心思想是(shi)什么？

工厂方(fang)法模式定义了一个创建对象的接口，但由子类决定实例(li)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”给了子类，每个子类实现一个工厂方法，用于创建相应的产品。

场景举例：

我们继续上面的图形绘制系统。这次，我们希望能够轻松地添加新的图形类型，而(er)不需要修(xiu)改现有的代码。

使用工厂方法模式：

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();//模板方法，利用工厂方法创建并使用产品publicvoiddrawShape(){Shapeshape=createShape();//委托给子类创建shape.draw();}}

然后(hou)，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(hu)端代码现在变得非常(chang)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：

符合开闭原则（OCP）：当需要添加新的产(chan)品类型时，只需要(yao)创建一个新的具体工厂类，而无需修改已有的工厂类和(he)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离：客(ke)户端代码与具体产品类和具体工(gong)厂类分离(li)，提高了(le)代码的灵活性。单一职责原则：每个具体工厂类只负责创建一种产品。

工厂方法模式的缺(que)点：

类的(de)数量增加：每增加一(yi)种产品，就需要增加一个具体的工厂类。当产品种类非常多时，类的(de)数量可能会急剧增加，带来一定的管(guan)理负担(dan)。引入了额外的(de)复杂(za)度：相对于简单工厂，工厂方(fang)法(fa)模式引入了抽象工厂和具体工(gong)厂的概念(nian)，需要更深入的理解。

工厂方法模式的应用场景：

工厂方法模式非常适合在以下场(chang)景(jing)使(shi)用：

当一个类不知道它需要创建的对象的具体类时。当一个类希望由其子类来创建对象时。当你希望通过引入新的子类来扩展框架的(de)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、高度自动化的生产线。这样做的好处是，当你想要生产新产(chan)品时，只需要“上线”一条新的生产线即可，而不会干扰到现有的生产。虽然初(chu)期需(xu)要为每种产(chan)品设计一条生产线，但长远来看，这会大大提高生产效率(lv)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(zu)装(zhuang)师傅”和“专属生产流水线”之后(hou)，我们终于迎(ying)来了工厂模式的“集大成者”——抽象工厂模(mo)式（AbstractFactory）。如果说工厂方法是生产单一产品线的专家，那(na)么抽象工厂则是一个“家族式”的生产专家，它能(neng)够(gou)生(sheng)产一系列相关联的产品。

它的核心思想是什么？

抽(chou)象(xiang)工厂模(mo)式提供一个创建一系列相关或依赖(lai)对象的接口，而无(wu)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”，让具体的工厂类负责实现这些(xie)方法，从而创建一系(xi)列具体的产(chan)品。

场景举例：

想象一下，我们要开发一个跨平台的GUI工具包，需要支持Windows和Mac两种风格的界面。每(mei)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(yi)一系列抽象产品接口(kou)：

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

然后，为每种平台(tai)创建具(ju)体的产品实现：

//WindowsButton.javaclassWindowsButtonimplementsButton{@Overridepublicvoidrender(){System.out.println("RenderingWindowsButton");}}//MacButton.javaclassMacButtonimplementsButton{@Overridepublicvoidrender(){System.out.println("RenderingMacButton");}}//...其他产品(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(pin)的工厂方法：

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

创建具体的工厂类，每个工厂类负(fu)责生产(chan)一种(zhong)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(zhi)需选择对应的工厂，就可以获得一组协调一致的产品：

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

抽象(xiang)工厂模式的(de)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的，因为它们都来自同一个工厂。这有助于避免因为产品组合不当而产生的错(cuo)误。易于替换产品家族：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(huan)具体的工厂类即可，而无需修改客户端代码。

封装了产品族的创建过程：客户端代码与具体产品类和具体工厂类(lei)分离。

抽象工厂模式的缺点：

难以添加新的产(chan)品类型：如果需要在(zai)产品家族中添加新的产品(pin)类型（例如(ru)，增加一个“菜单”组件），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(zhe)会破坏开闭原则。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。

抽象工厂模式的应用(yong)场景：

抽象工(gong)厂模式非(fei)常适合在以下场景使用：

当一个系统不依赖于用户创建产品，而只依赖于产(chan)品的具体(ti)类时。当一(yi)个系统需要一(yi)系列相关联的(de)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(lu)其内部实现，并且希望(wang)允(yun)许用户选择(ze)这个库的一个具体实现时。当需要创建跨平台的应用程序时。

抽象工厂就(jiu)像是一个“生产家族”的总(zong)代理。它负责协调和管理整个产品家族的生(sheng)产，确保生产出来的产品（比如同一风格的按钮、文本框、复选(xuan)框）能够完美地协同工作。当你想要切换到另一个“家族”（比(bi)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(ru)果这个家族突(tu)然要增加一个全新的(de)产品种类，那所(suo)有的总代理和生产线(xian)都得跟着更新，这有点(dian)反(fan)“易扩展”的原则。

总结：三驾马车(che)，各显神通

简单工(gong)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(fan)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(luo)辑委托(tuo)给子类，符合开闭原则，可扩展性强(qiang)。缺点是类的数量可能增(zeng)多。抽象工(gong)厂：“家族式(shi)生产流水线”，创建一系列相关联的产品，保证了产品族的一致性。

缺点是添(tian)加新产品类型比较困(kun)难。

这“三驾马车”各有千秋，选择哪种模式，取决于你(ni)的具体业务需求和对系统(tong)可扩(kuo)展性的要求(qiu)。理(li)解(jie)它们的原(yuan)理和应用场景，能帮助我们写出更加灵活、健壮、易于维护的代码，让你的程序真(zhen)正拥有“工厂般”的效(xiao)率(lv)和智慧！希望这篇文章能让你对这几种(zhong)工厂模式有了更清晰的认识。