轻松创建对象——简单工厂模式（Java实现）

1. 引言

大家好，又见面了！在上一篇文章中，我们通过Python示例介绍了简单工厂模式，今天，我们继续深入这个话题，用Java来实现简单工厂模式。

2. 什么是简单工厂模式

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）是一种创建型设计模式，它定义一个工厂类，根据传入的参数决定创建哪一种产品类的实例。简单来说，简单工厂模式就是把创建对象的任务交给一个专门的工厂类，让工厂来决定生产哪种对象，咱们只需安心享用即可。

3. 简单工厂模式的实现（Java）

示例一：形状工厂

假如你是个艺术家，需要画各种形状，圆形、方形啥的，你可以用简单工厂模式让工厂帮你搞定这些形状对象：

代码实现

// 定义Shape接口
public interface Shape {
    void draw();
}

// 实现Circle类
public class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a Circle");
    }
}

// 实现Square类
public class Square implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a Square");
    }
}

// 实现ShapeFactory工厂类
public class ShapeFactory {
    public static Shape createShape(String shapeType) {
        if (shapeType == null) {
            return null;
        }
        if (shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")) {
            return new Circle();
        } else if (shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")) {
            return new Square();
        }
        return null;
    }
}

// 使用示例
public class FactoryPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();

        // 获取 Circle 对象并调用其 draw 方法
        Shape shape1 = shapeFactory.createShape("CIRCLE");
        shape1.draw();  // 输出: Drawing a Circle

        // 获取 Square 对象并调用其 draw 方法
        Shape shape2 = shapeFactory.createShape("SQUARE");
        shape2.draw();  // 输出: Drawing a Square
    }
}

详细代码解析

• Shape是一个接口，定义了draw方法；
• Circle和Square类实现了Shape接口，具体画啥样子它们说了算；
• ShapeFactory类有一个静态方法createShape，根据传入的形状类型参数创建并返回对应的形状对象；
• 我们只需通过调用ShapeFactory.createShape方法并传入形状类型，就能轻松得到相应的形状对象。

示例二：日志记录器工厂

现在你是个开发者，搞个日志系统，你想要不同级别的日志记录器来帮你分门别类记录信息，简单工厂模式也能派上用场：

代码实现

// 定义Logger接口
public interface Logger {
    void log(String message);
}

// 实现InfoLogger类
public class InfoLogger implements Logger {
    @Override
    public void log(String message) {
        System.out.println("INFO: " + message);
    }
}

// 实现ErrorLogger类
public class ErrorLogger implements Logger {
    @Override
    public void log(String message) {
        System.out.println("ERROR: " + message);
    }
}

// 实现LoggerFactory工厂类
public class LoggerFactory {
    public static Logger createLogger(String loggerType) {
        if (loggerType == null) {
            return null;
        }
        if (loggerType.equalsIgnoreCase("INFO")) {
            return new InfoLogger();
        } else if (loggerType.equalsIgnoreCase("ERROR")) {
            return new ErrorLogger();
        }
        return null;
    }
}

// 使用示例
public class FactoryPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        LoggerFactory loggerFactory = new LoggerFactory();

        // 获取 InfoLogger 对象并调用其 log 方法
        Logger infoLogger = loggerFactory.createLogger("INFO");
        infoLogger.log("This is an informational message.");  // 输出: INFO: This is an informational message.

        // 获取 ErrorLogger 对象并调用其 log 方法
        Logger errorLogger = loggerFactory.createLogger("ERROR");
        errorLogger.log("This is an error message.");  // 输出: ERROR: This is an error message.
    }
}

详细代码解析

• Logger是一个接口，定义了log方法；
• InfoLogger和ErrorLogger类实现了Logger接口，分别负责记录不同级别的日志；
• LoggerFactory类的静态方法createLogger根据传入的日志类型参数创建并返回对应的日志记录器对象；
• 你只需通过调用LoggerFactory.createLogger方法并传入日志类型参数，就能得到相应的日志记录器对象。

4. 简单工厂模式的应用场景和实例

示例三：数据库连接工厂

假如你现在是个DBA，需要管理多个数据库连接，简单工厂模式同样能帮你搞定这个问题：

代码实现

// 定义DatabaseConnection接口
public interface DatabaseConnection {
    void connect();
}

// 实现MySQLConnection类
public class MySQLConnection implements DatabaseConnection {
    @Override
    public void connect() {
        System.out.println("Connecting to MySQL database...");
    }
}

// 实现PostgreSQLConnection类
public class PostgreSQLConnection implements DatabaseConnection {
    @Override
    public void connect() {
        System.out.println("Connecting to PostgreSQL database...");
    }
}

// 实现DatabaseConnectionFactory工厂类
public class DatabaseConnectionFactory {
    public static DatabaseConnection createConnection(String dbType) {
        if (dbType == null) {
            return null;
        }
        if (dbType.equalsIgnoreCase("MYSQL")) {
            return new MySQLConnection();
        } else if (dbType.equalsIgnoreCase("POSTGRESQL")) {
            return new PostgreSQLConnection();
        }
        return null;
    }
}

// 使用示例
public class FactoryPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        DatabaseConnectionFactory dbFactory = new DatabaseConnectionFactory();

        // 获取 MySQLConnection 对象并调用其 connect 方法
        DatabaseConnection mysqlConnection = dbFactory.createConnection("MYSQL");
        mysqlConnection.connect();  // 输出: Connecting to MySQL database...

        // 获取 PostgreSQLConnection 对象并调用其 connect 方法
        DatabaseConnection postgresqlConnection = dbFactory.createConnection("POSTGRESQL");
        postgresqlConnection.connect();  // 输出: Connecting to PostgreSQL database...
    }
}

详细代码解析

• DatabaseConnection是一个接口，定义了connect方法；
• MySQLConnection和PostgreSQLConnection类实现了DatabaseConnection接口，分别负责不同数据库的连接；
• DatabaseConnectionFactory类的静态方法createConnection根据传入的数据库类型参数创建并返回对应的数据库连接对象；
• 你只需通过调用DatabaseConnectionFactory.createConnection方法并传入数据库类型参数，就能得到相应的数据库连接对象。

5. 简单工厂模式的优缺点

优点

• 解耦：把对象的创建过程封装在工厂类里，客户端代码只需关心怎么用，不用关心怎么创建；
• 灵活性：通过工厂类可以灵活地创建不同类型的对象，扩展性杠杠的。

缺点

• 违背开闭原则：每次新增对象类型，都得改工厂类，比较麻烦；
• 单一职责问题：工厂类负责创建所有对象，复杂项目里可能会比较臃肿。

6.示意图（图片来源：https://xie.infoq.cn/article/270b6bbfd752d9906bf0a09df）

7. 总结

简单工厂模式就是这么神奇，它让对象的创建变得简单又高效，适用于各种需要灵活创建对象的场景。虽然它有一些缺点，但在大多数情况下，简单工厂模式依然是个非常实用的设计模式。希望今天的分享能让大家对简单工厂模式有更深入的理解，如果你在项目中也用到了简单工厂模式，欢迎留言分享你的经验和见解！