1. 工廠模式

1.1 概述

工廠模式（Factory Pattern）是一種創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式旁趟，提供了一種將對(duì)象創(chuàng)建的過(guò)程與對(duì)象的使用分離的機(jī)制昼激。它通過(guò)將實(shí)例化對(duì)象的邏輯封裝到一個(gè)工廠類(lèi)中，從而減少客戶(hù)端和具體類(lèi)的耦合锡搜。這使得代碼更加靈活和易于維護(hù)橙困，尤其是當(dāng)我們需要?jiǎng)?chuàng)建不同種類(lèi)的對(duì)象時(shí)。

在 Java 中耕餐，萬(wàn)物皆對(duì)象凡傅，這些對(duì)象都需要?jiǎng)?chuàng)建，如果創(chuàng)建的時(shí)候直接 new 該對(duì)象肠缔，就會(huì)對(duì)該對(duì)象耦合嚴(yán)重夏跷，假如我們要更換對(duì)象，所有 new 對(duì)象的地方都需要修改一遍明未，這顯然違背了軟件設(shè)計(jì)的開(kāi)閉原則槽华。如果我們使用工廠來(lái)生產(chǎn)對(duì)象，我們就只和工廠打交道就可以了趟妥，徹底和對(duì)象解耦猫态，如果要更換對(duì)象，直接在工廠里更換該對(duì)象即可，達(dá)到了與對(duì)象解耦的目的亲雪。所以說(shuō)勇凭，工廠模式最大的優(yōu)點(diǎn)就是：解耦。

工廠模式主要分為以下幾種類(lèi)型：

1. 簡(jiǎn)單工廠模式（Simple Factory）
2. 工廠方法模式（Factory Method）
3. 抽象工廠模式（Abstract Factory）

1.2 場(chǎng)景：操作不同類(lèi)型的動(dòng)物

我們假設(shè)有一個(gè)場(chǎng)景义辕，程序需要對(duì)不同種類(lèi)的動(dòng)物進(jìn)行操作套像，動(dòng)物可以發(fā)出不同的聲音。

1.2.1 不用工廠模式

1.2.1.1 分析

在這個(gè)例子中终息，客戶(hù)端代碼直接依賴(lài)于具體的動(dòng)物類(lèi) ( Dog, Cat, Bird)夺巩，這意味著如果我們添加新的動(dòng)物類(lèi)型或者更改現(xiàn)有的創(chuàng)建邏輯，必須修改客戶(hù)端代碼周崭。這種實(shí)現(xiàn)方式耦合度較高柳譬，不符合開(kāi)閉原則。

類(lèi)圖：

image.png

// 動(dòng)物接口
interface Animal {
    void makeSound();
}

// 具體動(dòng)物類(lèi)：狗
class Dog implements Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Woof");
    }
}

// 具體動(dòng)物類(lèi)：貓
class Cat implements Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Meow");
    }
}

// 具體動(dòng)物類(lèi)：鳥(niǎo)
class Bird implements Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Tweet");
    }
}

// 客戶(hù)端代碼
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 客戶(hù)端直接實(shí)例化
        Animal animal1 = new Dog();
        // 輸出：Woof
        animal1.makeSound();

        Animal animal2 = new Cat();
        // 輸出：Meow
        animal2.makeSound();

        Animal animal3 = new Bird();
        // 輸出：Tweet
        animal3.makeSound();
    }
}

1.2.1.1 優(yōu)缺點(diǎn)

1. 優(yōu)點(diǎn)：

• 簡(jiǎn)單直接：客戶(hù)端直接實(shí)例化對(duì)象续镇，代碼較為簡(jiǎn)單美澳，適用于對(duì)象數(shù)量少、變動(dòng)少的情況摸航。

2. 缺點(diǎn)：

• 高耦合性：客戶(hù)端依賴(lài)具體類(lèi)制跟，任何對(duì)象的變化（如新增類(lèi)、修改類(lèi)）都需要修改客戶(hù)端代碼酱虎，違反開(kāi)閉原則雨膨。
• 擴(kuò)展性差：當(dāng)新增或修改對(duì)象時(shí)，需要改動(dòng)已有代碼读串，且對(duì)不同條件的判斷邏輯可能會(huì)擴(kuò)散到多個(gè)地方聊记。

1.2.2 簡(jiǎn)單工廠模式

簡(jiǎn)單工廠模式使用一個(gè)單獨(dú)的類(lèi)根據(jù)參數(shù)創(chuàng)建不同類(lèi)型的對(duì)象。它是一種具體的工廠恢暖，不屬于設(shè)計(jì)模式中的 23 種經(jīng)典設(shè)計(jì)模式排监，但經(jīng)常被用作學(xué)習(xí)的起點(diǎn)。

1.2.2.1 結(jié)構(gòu)

簡(jiǎn)單工廠包含如下角色：

• 抽象產(chǎn)品 ：定義了產(chǎn)品的規(guī)范杰捂，描述了產(chǎn)品的主要特性和功能舆床。
• 具體產(chǎn)品 ：實(shí)現(xiàn)或者繼承抽象產(chǎn)品的子類(lèi)
• 具體工廠 ：提供了創(chuàng)建產(chǎn)品的方法，調(diào)用者通過(guò)該方法來(lái)獲取產(chǎn)品嫁佳。

1.2.2.2 分析

• 在簡(jiǎn)單工廠模式中挨队，AnimalFactory 類(lèi)封裝了對(duì)象的創(chuàng)建邏輯，客戶(hù)端只需要傳遞參數(shù)來(lái)指定創(chuàng)建的動(dòng)物類(lèi)型脱拼，而無(wú)需知道具體的類(lèi)瞒瘸。
• 雖然解決了直接依賴(lài)具體類(lèi)的問(wèn)題，但如果我們想添加新的動(dòng)物類(lèi)型熄浓，仍需要修改 AnimalFactory 類(lèi)的邏輯情臭，這違反了開(kāi)閉原則省撑。

類(lèi)圖：

image.png

// 簡(jiǎn)單工廠類(lèi)
class AnimalFactory {
    public Animal createAnimal(String type) {
        if ("Dog".equalsIgnoreCase(type)) {
            return new Dog();
        } else if ("Cat".equalsIgnoreCase(type)) {
            return new Cat();
        } else if ("Bird".equalsIgnoreCase(type)) {
            return new Bird();
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Unknown animal type");
        }
    }
}

// 客戶(hù)端代碼
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        AnimalFactory factory = new AnimalFactory();
        Animal animal1 = factory.createAnimal("Dog");
        // 輸出：Woof
        animal1.makeSound();

        Animal animal2 = factory.createAnimal("Cat");
        // 輸出：Meow
        animal2.makeSound();

        Animal animal3 = factory.createAnimal("Bird");
        // 輸出：Tweet
        animal3.makeSound();
    }
}

1.2.1.3 優(yōu)缺點(diǎn)

1. 優(yōu)點(diǎn)：

• 創(chuàng)建邏輯集中：將對(duì)象的創(chuàng)建集中在一個(gè)工廠類(lèi)中，客戶(hù)端只需知道要?jiǎng)?chuàng)建的對(duì)象類(lèi)型（傳遞字符串或參數(shù)）俯在，降低了對(duì)具體類(lèi)的依賴(lài)竟秫。
• 簡(jiǎn)化客戶(hù)端代碼：客戶(hù)端不再負(fù)責(zé)具體對(duì)象的創(chuàng)建，只需調(diào)用工廠方法跷乐。

2. 缺點(diǎn)：

• 違反開(kāi)閉原則：如果需要添加新的類(lèi)型肥败，需要修改工廠類(lèi)的創(chuàng)建邏輯（if-else 或 switch-case 語(yǔ)句）。
• 復(fù)雜性增加：隨著對(duì)象類(lèi)型增多愕提，工廠類(lèi)的創(chuàng)建邏輯可能變得復(fù)雜馒稍，不利于維護(hù)。

1.2.1.4 擴(kuò)展：靜態(tài)工廠

在開(kāi)發(fā)中也有一部分人將工廠類(lèi)中的創(chuàng)建對(duì)象的功能定義為靜態(tài)的浅侨，這個(gè)就是靜態(tài)工廠模式纽谒，它也不是 23 種設(shè)計(jì)模式中的。

類(lèi)圖：

image.png

// 靜態(tài)工廠類(lèi)
class AnimalFactory {
    public static Animal createAnimal(String type) {
        if ("Dog".equalsIgnoreCase(type)) {
            return new Dog();
        } else if ("Cat".equalsIgnoreCase(type)) {
            return new Cat();
        } else if ("Bird".equalsIgnoreCase(type)) {
            return new Bird();
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Unknown animal type");
        }
    }
}

// 客戶(hù)端代碼
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal1 = AnimalFactory.createAnimal("Dog");
        // 輸出：Woof
        animal1.makeSound();

        Animal animal2 = AnimalFactory.createAnimal("Cat");
        // 輸出：Meow
        animal2.makeSound();

        Animal animal3 = AnimalFactory.createAnimal("Bird");
        // 輸出：Tweet
        animal3.makeSound();
    }
}

1.2.3 工廠方法模式

工廠方法模式定義了一個(gè)創(chuàng)建對(duì)象的接口如输，但讓子類(lèi)決定實(shí)例化哪個(gè)類(lèi)鼓黔。工廠方法模式將對(duì)象的創(chuàng)建推遲到子類(lèi)。

1.2.3.1 結(jié)構(gòu)

工廠方法模式的主要角色：

• 抽象工廠（Abstract Factory）：提供了創(chuàng)建產(chǎn)品的接口不见，調(diào)用者通過(guò)它訪問(wèn)具體工廠的工廠方法來(lái)創(chuàng)建產(chǎn)品澳化。抽象工廠既可以是接口也可以是抽象類(lèi)，具體使用哪種形式取決于具體的設(shè)計(jì)需求和場(chǎng)景稳吮。
• 具體工廠（ConcreteFactory）：主要是實(shí)現(xiàn)抽象工廠中的抽象方法缎谷，完成具體產(chǎn)品的創(chuàng)建。
• 抽象產(chǎn)品（Product）：定義了產(chǎn)品的規(guī)范盖高，描述了產(chǎn)品的主要特性和功能慎陵。
• 具體產(chǎn)品（ConcreteProduct）：實(shí)現(xiàn)了抽象產(chǎn)品角色所定義的接口眼虱，由具體工廠來(lái)創(chuàng)建喻奥，它同具體工廠之間一一對(duì)應(yīng)。

1.2.3.2 分析

• 在工廠方法模式中捏悬，每個(gè)具體的動(dòng)物都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的工廠類(lèi)撞蚕，工廠類(lèi)負(fù)責(zé)創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的動(dòng)物實(shí)例。
• 這種模式遵循了開(kāi)閉原則过牙，添加新的動(dòng)物類(lèi)型只需新建一個(gè)工廠類(lèi)和對(duì)應(yīng)的動(dòng)物類(lèi)甥厦，而無(wú)需修改現(xiàn)有代碼。

類(lèi)圖：

image.png

// 抽象工廠類(lèi)
abstract class AnimalFactory {
    public abstract Animal createAnimal();
}

// 具體工廠類(lèi)：狗工廠類(lèi)
class DogFactory extends AnimalFactory{
    @Override
    public Animal createAnimal() {
        return new Dog();
    }
}

// 具體工廠類(lèi)：貓工廠類(lèi)
class CatFactory extends AnimalFactory{
    @Override
    public Animal createAnimal() {
        return new Cat();
    }
}

// 具體工廠類(lèi)：鳥(niǎo)工廠類(lèi)
class BirdFactory extends AnimalFactory{
    @Override
    public Animal createAnimal() {
        return new Bird();
    }
}

// 客戶(hù)端代碼
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        AnimalFactory factory1 = new DogFactory();
        Animal animal1 = factory1.createAnimal();
        // 輸出：Woof
        animal1.makeSound();

        AnimalFactory factory2 = new CatFactory();
        Animal animal2 = factory2.createAnimal();
        // 輸出：Meow
        animal2.makeSound();

        AnimalFactory factory3 = new BirdFactory();
        Animal animal3 = factory3.createAnimal();
        // 輸出：Tweet
        animal3.makeSound();
    }
}

1.2.3.3 優(yōu)缺點(diǎn)

1. 優(yōu)點(diǎn)：

• 符合開(kāi)閉原則：工廠方法模式通過(guò)新增具體工廠類(lèi)來(lái)擴(kuò)展產(chǎn)品類(lèi)型寇钉，而不修改已有代碼刀疙，符合開(kāi)閉原則。
• 解耦合：客戶(hù)端不再依賴(lài)于具體類(lèi)扫倡，而是依賴(lài)于抽象工廠接口谦秧，提升了代碼的可擴(kuò)展性和靈活性。
• 職責(zé)分離：每個(gè)工廠負(fù)責(zé)創(chuàng)建一種產(chǎn)品，工廠類(lèi)和產(chǎn)品類(lèi)的職責(zé)更加明確疚鲤，便于維護(hù)锥累。

2. 缺點(diǎn)：

• 增加類(lèi)的數(shù)量：每增加一種產(chǎn)品類(lèi)型，都需要新建對(duì)應(yīng)的工廠類(lèi)集歇，這會(huì)使類(lèi)的數(shù)量增多桶略，增加代碼的復(fù)雜性。
• 適用場(chǎng)景有限：適合有多個(gè)類(lèi)型的產(chǎn)品且產(chǎn)品類(lèi)型較穩(wěn)定的場(chǎng)景诲宇。如果產(chǎn)品類(lèi)型非常多际歼，工廠方法模式可能顯得冗余。

1.2.4 抽象工廠模式

抽象工廠模式提供了一個(gè)接口姑蓝，用于創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴(lài)的對(duì)象蹬挺，而無(wú)需指定它們的具體類(lèi)。它通常用于需要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)相關(guān)產(chǎn)品的場(chǎng)景它掂。

1.2.4.1 結(jié)構(gòu)

抽象工廠模式的主要角色如下：

• 抽象工廠（Abstract Factory）：提供了創(chuàng)建產(chǎn)品的接口巴帮，它包含多個(gè)創(chuàng)建產(chǎn)品的方法餐济，可以創(chuàng)建多個(gè)不同等級(jí)的產(chǎn)品剂陡。抽象工廠既可以是接口也可以是抽象類(lèi)，具體使用哪種形式取決于具體的設(shè)計(jì)需求和場(chǎng)景诽偷。
• 具體工廠（Concrete Factory）：主要是實(shí)現(xiàn)抽象工廠中的多個(gè)抽象方法客给，完成具體產(chǎn)品的創(chuàng)建用押。
• 抽象產(chǎn)品（Product）：定義了產(chǎn)品的規(guī)范，描述了產(chǎn)品的主要特性和功能靶剑，抽象工廠模式有多個(gè)抽象產(chǎn)品蜻拨。
• 具體產(chǎn)品（ConcreteProduct）：實(shí)現(xiàn)了抽象產(chǎn)品角色所定義的接口，由具體工廠來(lái)創(chuàng)建桩引，它 同具體工廠之間是多對(duì)一的關(guān)系缎讼。

1.2.4.2 分析

• 在抽象工廠模式中，AnimalFactory 提供了創(chuàng)建動(dòng)物和食物的接口坑匠。不同的具體工廠（DogFactory血崭、CatFactory、BirdFactory）負(fù)責(zé)創(chuàng)建不同的動(dòng)物及其食物厘灼。
• 這種模式適合在需要?jiǎng)?chuàng)建相關(guān)產(chǎn)品族時(shí)使用夹纫，比如同一類(lèi)的動(dòng)物和它們的食物。在不修改已有工廠的情況下设凹，可以擴(kuò)展新的動(dòng)物和食物種類(lèi)舰讹。

類(lèi)圖：

image.png

// 食物接口
interface Food {
    void eat();
}

// 具體食物類(lèi)：狗糧
class DogFood implements Food {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("Dog is eating dog food.");
    }
}

// 具體食物類(lèi)：貓糧
class CatFood implements Food {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("Cat is eating cat food.");
    }
}

// 具體食物類(lèi)：鳥(niǎo)糧
class BirdFood implements Food {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("Bird is eating bird seeds.");
    }
}

// 抽象工廠類(lèi)
interface AnimalFactory {
    Animal createAnimal();
    Food createFood();
}

// 具體工廠類(lèi)：狗工廠類(lèi)
class DogFactory implements AnimalFactory {
    @Override
    public Animal createAnimal() {
        return new Dog();
    }

    @Override
    public Food createFood() {
        return new DogFood();
    }
}

// 具體工廠類(lèi)：貓工廠類(lèi)
class CatFactory implements AnimalFactory {
    @Override
    public Animal createAnimal() {
        return new Cat();
    }

    @Override
    public Food createFood() {
        return new CatFood();
    }
}

// 具體工廠類(lèi)：鳥(niǎo)工廠類(lèi)
class BirdFactory implements AnimalFactory {
    @Override
    public Animal createAnimal() {
        return new Bird();
    }

    @Override
    public Food createFood() {
        return new BirdFood();
    }
}

// 客戶(hù)端代碼
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        AnimalFactory factory1 = new DogFactory();
        Animal animal1 = factory1.createAnimal();
        Food food1 = factory1.createFood();
        // 輸出：Woof
        animal1.makeSound();
        // 輸出：Dog is eating dog food.
        food1.eat();

        AnimalFactory factory2 = new CatFactory();
        Animal animal2 = factory2.createAnimal();
        Food food2 = factory2.createFood();
        // 輸出：Meow
        animal2.makeSound();
        // 輸出：Cat is eating cat food.
        food2.eat();

        AnimalFactory factory3 = new BirdFactory();
        Animal animal3 = factory3.createAnimal();
        Food food3 = factory3.createFood();
        // 輸出：Tweet
        animal3.makeSound();
        // 輸出：Bird is eating bird seeds.
        food3.eat();
    }
}

1.2.4.3 優(yōu)缺點(diǎn)

1. 優(yōu)點(diǎn)：

• 產(chǎn)品族管理：能夠創(chuàng)建相關(guān)聯(lián)的一系列產(chǎn)品（即產(chǎn)品族），適合創(chuàng)建一組相互依賴(lài)的對(duì)象闪朱，如某一類(lèi)產(chǎn)品和它的配件月匣。
• 解耦產(chǎn)品族與客戶(hù)端：客戶(hù)端不關(guān)心產(chǎn)品的具體實(shí)現(xiàn)匈睁，而是通過(guò)抽象工廠統(tǒng)一獲取產(chǎn)品，降低了代碼的耦合度桶错。
• 符合開(kāi)閉原則：可以通過(guò)擴(kuò)展工廠來(lái)增加新的產(chǎn)品族航唆，而不修改已有代碼，符合開(kāi)閉原則院刁。

2. 缺點(diǎn)：

• 復(fù)雜度高：抽象工廠模式的結(jié)構(gòu)復(fù)雜糯钙，增加了類(lèi)和接口的數(shù)量，導(dǎo)致系統(tǒng)變得臃腫退腥，尤其是在不需要?jiǎng)?chuàng)建產(chǎn)品族的情況下任岸。
• 擴(kuò)展產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)困難：雖然易于擴(kuò)展產(chǎn)品族（增加一組新產(chǎn)品），但如果需要為已有的產(chǎn)品族增加新的產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)（如在已有的產(chǎn)品類(lèi)中再增加一個(gè)功能）狡刘，需要修改所有的工廠接口和具體工廠類(lèi)享潜。

1.2.5 抽象工廠模式和工廠方法模式的區(qū)別與聯(lián)系

抽象工廠模式 是 工廠方法模式 的擴(kuò)展。抽象工廠模式解決了 多個(gè)相關(guān)產(chǎn)品 一起創(chuàng)建的需求嗅蔬，而工廠方法模式只處理單一產(chǎn)品的創(chuàng)建

1.2.5.1 聯(lián)系

• 工廠方法模式：主要用于創(chuàng)建 單個(gè)產(chǎn)品剑按。每個(gè)具體的工廠類(lèi)負(fù)責(zé)創(chuàng)建一種具體的產(chǎn)品，工廠方法模式的重點(diǎn)是為某個(gè)類(lèi)型的產(chǎn)品提供創(chuàng)建方法澜术，客戶(hù)端通過(guò)調(diào)用工廠接口來(lái)創(chuàng)建產(chǎn)品對(duì)象艺蝴。

• 抽象工廠模式：不僅僅創(chuàng)建單個(gè)產(chǎn)品，而是用于創(chuàng)建一系列相關(guān)的產(chǎn)品族鸟废。抽象工廠為不同的產(chǎn)品族提供接口猜敢，允許客戶(hù)端使用不同的具體工廠來(lái)創(chuàng)建整個(gè)產(chǎn)品族中的所有產(chǎn)品，而不需要修改客戶(hù)端代碼盒延。

1.2.5.2 不同點(diǎn)

1. 產(chǎn)品的數(shù)量：

   • 工廠方法模式：一個(gè)工廠類(lèi)只創(chuàng)建一個(gè)產(chǎn)品缩擂。
   • 抽象工廠模式：一個(gè)工廠類(lèi)可以創(chuàng)建多個(gè)相關(guān)的產(chǎn)品（即產(chǎn)品族）。

2. 復(fù)雜度：

   • 工廠方法模式相對(duì)較簡(jiǎn)單添寺，關(guān)注于單一產(chǎn)品的創(chuàng)建胯盯。
   • 抽象工廠模式更加復(fù)雜，適用于有多個(gè)產(chǎn)品需要同時(shí)創(chuàng)建畦贸，且這些產(chǎn)品通常是有內(nèi)在關(guān)聯(lián)的情況陨闹。

1.3 總結(jié)

• 不用工廠模式：簡(jiǎn)單但耦合度高，擴(kuò)展性差薄坏。
• 簡(jiǎn)單工廠模式：將對(duì)象的創(chuàng)建邏輯集中管理，但擴(kuò)展性差寨闹，違反開(kāi)閉原則胶坠。
• 工廠方法模式：符合開(kāi)閉原則，增加擴(kuò)展性繁堡，適合單個(gè)產(chǎn)品的創(chuàng)建沈善，但類(lèi)數(shù)量增多乡数。
• 抽象工廠模式：適合創(chuàng)建一組相關(guān)產(chǎn)品，能管理產(chǎn)品族闻牡，擴(kuò)展性強(qiáng)净赴，但實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，增加了系統(tǒng)的難度罩润。

1.4 通過(guò) 簡(jiǎn)單工廠模式+配置文件 解除耦合

通過(guò)簡(jiǎn)單工廠模式和配置文件的結(jié)合玖翅，可以有效解除客戶(hù)端和具體產(chǎn)品類(lèi)之間的耦合。這種方式通過(guò)在配置文件中配置具體產(chǎn)品類(lèi)的名稱(chēng)或類(lèi)型割以，簡(jiǎn)單工廠讀取配置文件動(dòng)態(tài)創(chuàng)建對(duì)象金度，從而讓客戶(hù)端不需要直接依賴(lài)具體類(lèi)。這樣如果以后要替換或新增產(chǎn)品严沥，客戶(hù)端代碼無(wú)需修改猜极，只需要更新配置文件和相應(yīng)的工廠邏輯。

1.4.1 步驟分析

1. 配置文件：將需要?jiǎng)?chuàng)建的類(lèi)（具體產(chǎn)品）的信息存儲(chǔ)在配置文件中消玄，工廠可以根據(jù)該配置文件動(dòng)態(tài)加載類(lèi)跟伏。
2. 簡(jiǎn)單工廠模式：根據(jù)讀取到的配置文件的內(nèi)容，工廠通過(guò)反射等機(jī)制動(dòng)態(tài)創(chuàng)建具體的產(chǎn)品對(duì)象翩瓜。
3. 解除耦合：客戶(hù)端不再直接依賴(lài)具體的產(chǎn)品類(lèi)酬姆，而是依賴(lài)工廠類(lèi)。通過(guò)工廠類(lèi)讀取配置文件奥溺，靈活地創(chuàng)建不同的產(chǎn)品辞色。

1.4.2 例子

類(lèi)圖：

image.png

配置文件 (config.properties)：配置文件中指定了產(chǎn)品類(lèi)的全限定類(lèi)名，便于工廠動(dòng)態(tài)讀取和創(chuàng)建實(shí)例浮定。

Dog=patterns.factory.Implementation.after.configfactory.Dog
Cat=patterns.factory.Implementation.after.configfactory.Cat
Bird=patterns.factory.Implementation.after.configfactory.Bird

// 簡(jiǎn)單工廠類(lèi)+配置文件
class AnimalFactory {
    // 加載配置文件相满，獲取配置文件中配置的全類(lèi)名，并創(chuàng)建該類(lèi)的對(duì)象進(jìn)行存儲(chǔ)
    private static HashMap<String, Animal> map = new HashMap<>();

    // 加載配置文件桦卒， 只需要加載一次
    static {
        // 根據(jù)配置文件創(chuàng)建產(chǎn)品對(duì)象
        Properties properties = new Properties();
        InputStream in = AnimalFactory.class.getClassLoader().getResourceAsStream("config.properties");

        try {
            properties.load(in);
            // 從配置文件對(duì)象中獲取全類(lèi)名并創(chuàng)建對(duì)象
            Set<Object> keys = properties.keySet();
            for (Object key : keys) {
                String className = properties.getProperty((String) key);
                // 通過(guò)反射技術(shù)創(chuàng)建對(duì)象
                Class<?> clazz = Class.forName(className);
                Animal animal = (Animal) clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
                // 將名稱(chēng)和對(duì)象存儲(chǔ)到容器中
                map.put(((String) key).toLowerCase(), animal);
            }
            if (in != null) {
                in.close();
            }
        } catch (IOException | ReflectiveOperationException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static Animal createAnimal(String type) {
        return map.get(type.toLowerCase());
    }
}

// 客戶(hù)端代碼
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 客戶(hù)端通過(guò)工廠獲取具體產(chǎn)品立美，而不關(guān)心具體產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)
        Animal animal1 = AnimalFactory.createAnimal("Dog");
        // 輸出：Woof
        animal1.makeSound();
        Animal animal2 = AnimalFactory.createAnimal("Cat");
        // 輸出：Meow
        animal2.makeSound();
        Animal animal3 = AnimalFactory.createAnimal("Bird");
        // 輸出：Tweet
        animal3.makeSound();
    }
}

1.4.3 關(guān)鍵點(diǎn)

1. 配置文件：配置文件 config.properties 存儲(chǔ)了具體類(lèi)的類(lèi)名信息，這樣可以方便更改具體的實(shí)現(xiàn)方灾。比如建蹄，修改配置文件中的 Dog 為 Cat，就會(huì)創(chuàng)建 Cat 類(lèi)的對(duì)象裕偿，而不需要修改客戶(hù)端代碼洞慎。

2. 反射機(jī)制：工廠通過(guò)反射動(dòng)態(tài)加載配置文件中的類(lèi)名，并創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的實(shí)例嘿棘。

3. 解耦合：客戶(hù)端不再依賴(lài)于具體的 Dog 或 Cat 類(lèi)劲腿，而是依賴(lài)于工廠，工廠通過(guò)配置文件靈活創(chuàng)建實(shí)例鸟妙。即便以后新增其他 Animal 實(shí)現(xiàn)類(lèi)焦人，客戶(hù)端也無(wú)需修改挥吵，只需調(diào)整配置文件。

1.4.4 優(yōu)缺點(diǎn)

1. 優(yōu)點(diǎn)：

• 低耦合：客戶(hù)端不直接依賴(lài)具體產(chǎn)品花椭，具體產(chǎn)品類(lèi)可以靈活替換忽匈。
• 擴(kuò)展性強(qiáng)：通過(guò)修改配置文件即可動(dòng)態(tài)替換不同的產(chǎn)品類(lèi)，而不影響代碼矿辽。
• 維護(hù)性好：新增產(chǎn)品時(shí)丹允，只需新增實(shí)現(xiàn)類(lèi)和配置，而不需要修改客戶(hù)端代碼嗦锐。

2. 缺點(diǎn)：

• 反射開(kāi)銷(xiāo)：使用反射機(jī)制會(huì)帶來(lái)一定的性能開(kāi)銷(xiāo)嫌松，且在編譯期無(wú)法檢測(cè)類(lèi)的有效性，容易在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤奕污。
• 配置管理：需要額外的配置文件管理萎羔。

1.5 JDK源碼解析-Collection.iterator方法

Collection.iterator() 方法的設(shè)計(jì)實(shí)際上可以看作是工廠模式的一個(gè)應(yīng)用。雖然工廠模式在經(jīng)典的形式中通常用于創(chuàng)建獨(dú)立的對(duì)象碳默，但在 Java 的集合框架中贾陷，iterator() 方法提供了類(lèi)似工廠模式的功能：它通過(guò)接口返回一個(gè) Iterator 對(duì)象，而不用暴露 Iterator 的具體實(shí)現(xiàn)嘱根，符合工廠模式的核心思想髓废，即將對(duì)象的創(chuàng)建和使用分離。

類(lèi)圖：

image.png

1.5.1 Iterator 和 Collection

Iterator 是 Java 集合框架中的一個(gè)接口该抒，允許客戶(hù)端在不知道集合內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的情況下進(jìn)行遍歷慌洪。Collection 是所有集合類(lèi)的頂層接口，如 List凑保、Set冈爹、Queue 等都實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口。而 iterator() 方法則是 Collection 接口中的一個(gè)方法欧引，它返回該集合元素的迭代器（Iterator）频伤，用于遍歷集合。

1.5.2 如何體現(xiàn)工廠模式

工廠模式的核心思想是：

• 提供一個(gè)接口芝此，用于創(chuàng)建對(duì)象憋肖。
• 隱藏具體實(shí)現(xiàn)，讓客戶(hù)端只關(guān)心接口婚苹，不關(guān)心具體實(shí)現(xiàn)岸更。

iterator() 方法符合這種思路，它提供一個(gè)接口 Iterator 來(lái)遍歷集合租副，而客戶(hù)端并不需要關(guān)心具體集合類(lèi)是如何實(shí)現(xiàn) Iterator 的坐慰。

• Collection 是集合的頂層接口，定義了 iterator() 方法用僧。
• Iterator 是迭代器的接口结胀，定義了迭代器需要的方法，如 hasNext()责循、next()糟港、remove()。
• List 和 Set 分別實(shí)現(xiàn)了 Collection 接口院仿，提供了具體的 iterator() 實(shí)現(xiàn)秸抚。它們返回的是各自特定的迭代器。

1.5.4 工廠模式的體現(xiàn)

• Collection 接口中的 iterator() 方法就像是一個(gè)工廠方法歹垫，返回 Iterator 對(duì)象剥汤。
• 每個(gè)具體的集合類(lèi)（如 List 和 Set）都提供了自己的 iterator() 實(shí)現(xiàn)。這相當(dāng)于工廠方法中的不同工廠類(lèi)排惨，返回不同的產(chǎn)品對(duì)象（不同的 Iterator 實(shí)現(xiàn)）吭敢。
• 客戶(hù)端調(diào)用 iterator() 后，得到的是 Iterator 接口暮芭，而不是具體的 Iterator 實(shí)現(xiàn)類(lèi)鹿驼。這種方式屏蔽了集合內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，客戶(hù)端不需要關(guān)心集合的具體類(lèi)型辕宏，只需要按照 Iterator 接口的規(guī)范來(lái)操作集合畜晰。

1.5.4.1 Collection 接口（簡(jiǎn)化版）

public interface Collection<E> {
    Iterator<E> iterator();
}

1.5.4.2 List 和 Set 類(lèi)

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用ArrayList的迭代器
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("A");
        list.add("B");
        list.add("C");

        Iterator<String> listIterator = list.iterator();
        while (listIterator.hasNext()) {
            System.out.println(listIterator.next());
        }

        // 使用HashSet的迭代器
        HashSet<String> set = new HashSet<>();
        set.add("X");
        set.add("Y");
        set.add("Z");

        Iterator<String> setIterator = set.iterator();
        while (setIterator.hasNext()) {
            System.out.println(setIterator.next());
        }
    }
}

1.5.5 工廠模式的優(yōu)缺點(diǎn)在 Collection.iterator() 中的體現(xiàn)

1. 優(yōu)點(diǎn)：

• 解耦：客戶(hù)端無(wú)需知道集合的具體實(shí)現(xiàn)，只需要通過(guò) Iterator 接口來(lái)進(jìn)行遍歷瑞筐。無(wú)論是 List凄鼻、Set 還是其他集合類(lèi)型，都提供統(tǒng)一的遍歷方式聚假。
• 擴(kuò)展性強(qiáng)：如果添加新的集合類(lèi)型块蚌，只需要提供自己的 iterator() 實(shí)現(xiàn)即可，客戶(hù)端不需要做任何修改魔策。

2. 缺點(diǎn)：

• 工廠模式可能會(huì)導(dǎo)致類(lèi)的數(shù)量增加匈子，因?yàn)槊糠N具體集合類(lèi)型都需要提供自己的迭代器實(shí)現(xiàn)。