工厂模式：简化对象创建的设计思想 （设计模式 四）

引言

在软件开发中，我们经常需要创建各种对象实例来满足不同的需求。通常情况下，我们会使用new关键字直接实例化对象，但这种方法存在一些问题，比如对象的创建逻辑分散在代码中，难以维护和扩展，同时也违反了面向对象设计的原则之一——"依赖倒置原则"。

为了解决这些问题，设计模式中的工厂模式应运而生。工厂模式通过提供一个抽象的工厂接口来创建对象，将对象的创建逻辑封装在工厂中，从而实现了对象的解耦和创建的灵活性。

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工厂模式的核心思想

工厂模式的核心思想是将对象的创建过程封装在一个工厂类中，客户端通过工厂类来获取所需的对象实例，工厂类根据客户端的请求，决定创建哪种具体的对象，并返回给客户端使用。

工厂模式的主要目标是将对象的创建和使用解耦，使得客户端只需要关注接口而不需要关心具体的对象创建过程，这样可以提高代码的可维护性、灵活性和可扩展性。

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工厂模式的优势

1. 降低耦合性

工厂模式通过将对象的创建逻辑封装在工厂类中，使得客户端与具体的对象实现解耦，客户端只需要通过工厂接口来获取对象，而不需要了解对象的具体实现细节，这样可以降低模块之间的耦合性，提高代码的可维护性和可测试性。

2. 简化对象创建过程

工厂模式将对象的创建逻辑集中在一个工厂类中，客户端只需要调用工厂类的方法即可获取所需的对象实例，这样可以简化对象的创建过程，避免在代码中散落着大量的new关键字，提高代码的可读性和可维护性。

3. 提供灵活的扩展性

工厂模式通过抽象工厂接口和具体工厂类的实现，提供了一种灵活的扩展机制。当需要新增一种对象类型时，只需要新增一个具体工厂类即可，而无需修改客户端的代码，这样可以方便地扩展系统的功能，符合开闭原则

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工厂模式的应用场景

工厂模式适用于以下场景：

- 当一个类不知道它所需要的对象的确切类时，可以使用工厂模式来创建对象。

- 当一个类希望通过子类来指定创建对象时，可以使用工厂模式。

- 当需要灵活地管理和扩展对象的创建过程时，可以使用工厂模式。

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工厂模式的具体实现

使用工厂模式来实现创建Bean对象的过程（模仿Spring的Bean工厂创建对象）

1. Bean接口（bean的抽象方法）

public interface Bean {void show();
}

2. BeanFactory接口(抽象工厂)，定义了获取Bean实例的方法

public interface BeanFactory {Bean getBean(String beanName);
}

3. DefaultBeanFactory实现BeanFactory接口（具体工厂）

public class DefaultBeanFactory implements BeanFactory {//对象组件注册private Map<String, Bean> beanRegistry;//初始化工厂public DefaultBeanFactory() {beanRegistry = new HashMap<>();// 在初始化时注册Bean实例beanRegistry.put("bean1", new Bean1());beanRegistry.put("bean2", new Bean2());}//根据bean名字获取实例public Bean getBean(String beanName) {return beanRegistry.get(beanName);}
}

BeanContainer类（容器），用于管理BeanFactory和Bean实例，相对于工厂模式这一步是额外加的

public class BeanContainer {//bean工厂private BeanFactory beanFactory;//存储beanprivate Map<String, Bean> beanInstances;//初始化容器public BeanContainer() {beanFactory = new DefaultBeanFactory();beanInstances = new HashMap<>();}//获取beanpublic Bean getBean(String beanName) {Bean bean = beanInstances.get(beanName);if (bean == null) {//只创建一次bean = beanFactory.getBean(beanName);beanInstances.put(beanName, bean);}return bean;}
}

4. 创建实现类（实现bean接口），客户端测试工厂模式创建对象

public class Bean1 implements Bean {public void show() {System.out.println("Bean1创建成功...");}
}public class Bean2 implements Bean {public void show() {System.out.println("Bean2创建成功...");}
}

public class Main{public static void main(String[] args) {//获取容器BeanContainer beanContainer = new BeanContainer();//从容器里面取出对象Bean bean1 = beanContainer.getBean("bean1");Bean bean2 = beanContainer.getBean("bean2");//测试调用bean1.show();bean2.show();}
}