深入理解工厂模式，类图解析与实际应用

常识 2024年12月04日 06:41 102 轶忝

亲爱的读者，今天我们将一起探索软件设计模式中的一个经典——工厂模式，通过这篇文章，你将不仅理解工厂模式的基本概念，还能通过类图深入理解其结构，并学会如何在实际项目中应用它，让我们开始这段旅程吧！

工厂模式简介

在软件开发中，工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一种创建对象的最佳方式，工厂模式允许你封装对象的创建过程，并且能够根据输入参数的不同，创建不同类型的对象，这使得代码更加模块化，易于扩展和维护。

工厂模式类图解析

为了更好地理解工厂模式，我们先来看一个简单的类图，假设我们有一个Shape接口和几个实现了Shape接口的具体类，如Circle、Rectangle和Square，我们的目标是创建一个工厂类ShapeFactory，它能够根据输入参数决定创建哪种形状。

+----------------+       +---------------+       +---------------+
| Shape          |<------| ShapeFactory  |<------| Circle        |
+----------------+       +---------------+       +---------------+
| +getInfo()     |       | +getShape():  |       | +getInfo()    |
+----------------+       | Shape         |       +---------------+
|                |       | +createCircle():Circle       |
+----------------+       | +createRectangle():Rectangle  |
|                |       | +createSquare():Square      |
+----------------+       +---------------+       +---------------+
|                |       |                |       |                |
+----------------+       +---------------+       +---------------+
|                |       |                |       |                |
+----------------+       +---------------+       +---------------+
|                |       |                |       |                |
+----------------+       +---------------+       +---------------+

在这个类图中，Shape是一个接口，它定义了一个getInfo()方法。Circle、Rectangle和Square是实现了Shape接口的具体类。ShapeFactory是一个工厂类，它包含了一个getShape()方法，该方法接受一个参数来决定创建哪种形状。ShapeFactory还包含了三个具体的方法来创建Circle、Rectangle和Square对象。

深入理解工厂模式，类图解析与实际应用

工厂模式的实际应用

让我们通过一个生动的例子来看看工厂模式在实际中的应用，假设我们正在开发一个绘图软件，用户可以选择绘制圆形、矩形或正方形，我们可以利用工厂模式来简化对象的创建过程。

1、定义接口和具体类：我们定义一个Shape接口，以及Circle、Rectangle和Square三个具体类。

interface Shape {
    void draw();
}
class Circle implements Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a circle.");
    }
}
class Rectangle implements Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a rectangle.");
    }
}
class Square implements Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a square.");
    }
}

2、创建工厂类：我们创建一个ShapeFactory类，它可以根据用户的选择来创建不同的形状对象。

class ShapeFactory {
    public Shape getShape(String shapeType){
        if(shapeType == null){
            return null;
        }
        if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
            return new Circle();
        } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
            return new Rectangle();
        } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
            return new Square();
        }
        return null;
    }
}

3、使用工厂类：在客户端代码中，我们可以通过ShapeFactory来获取所需的形状对象，并调用其draw()方法。

public class FactoryPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();
        // 获取圆形对象
        Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");
        shape1.draw();
        // 获取矩形对象
        Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
        shape2.draw();
        // 获取正方形对象
        Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");
        shape3.draw();
    }
}