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设计模式 - 工厂模式 精准梳理精准记忆

news 来源：原创 2025/8/25 21:32:03

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                                                         1、代码片段 - 带入理解


一、核心模式分类

  1. 简单工厂模式（编程习惯，非 GoF 设计模式）
  2. 工厂方法模式（GoF 创建型模式）
  3. 抽象工厂模式（GoF 创建型模式）

二、演变过程：咖啡店案例

初始实现

// 咖啡基类
abstract class Coffee {public abstract String getName();
}class AmericanCoffee extends Coffee {}
class LatteCoffee extends Coffee {}// 咖啡店直接创建对象
class CoffeeStore {public Coffee orderCoffee(String type) {if ("american".equals(type)) {return new AmericanCoffee();} else {return new LatteCoffee();}}
}

问题   违反开闭原则，新增咖啡类型需修改订单方法


三、改进方案演变

1、简单工厂模式

class SimpleCoffeeFactory {public Coffee createCoffee(String type) {// 创建逻辑...}
}class CoffeeStore {private SimpleCoffeeFactory factory;public Coffee orderCoffee(String type) {return factory.createCoffee(type);}
}
  • 优点   解耦对象创建
  • 缺点  仍需修改工厂代码，违反开闭原则

2、工厂方法模式

interface CoffeeFactory {Coffee createCoffee();
}class AmericanFactory implements CoffeeFactory {public Coffee createCoffee() { return new AmericanCoffee(); }
}class CoffeeStore {private CoffeeFactory factory;public void setFactory(CoffeeFactory factory) {this.factory = factory;}public Coffee orderCoffee() {return factory.createCoffee();}
}
  • 优点   完全遵循开闭原则
  • 缺点   类数量激增（类爆炸问题）

3、抽象工厂模式

interface DessertFactory {Coffee createCoffee();Dessert createDessert();
}class AmericanDessertFactory implements DessertFactory {public Coffee createCoffee() { return new AmericanCoffee(); }public Dessert createDessert() { return new MatchaMousse(); }
}
  • 优点   管理产品族（咖啡+甜点的组合）
  • 代价   新增产品类型需修改所有工厂接口

4、模式对比表

模式特性简单工厂工厂方法抽象工厂
扩展性修改工厂类新增工厂子类新增工厂实现类
产品维度单一产品单一产品产品族（多相关产品）
开闭原则违反遵循部分遵循
复杂度低中高
典型应用场景简单对象创建需要灵活扩展的产品创建系列关联产品的组合创建

四、进阶应用技巧

1、静态工厂

class SimpleCoffeeFactory {public static Coffee createCoffee(String type) {// 创建逻辑...}
}

2、配置化工厂

# bean.properties
american=com.example.AmericanCoffee
latte=com.example.LatteCoffee

class ConfigFactory {private static Map<String, Coffee> cache = new HashMap<>();static {// 加载配置文件，反射创建对象存入缓存}public static Coffee getCoffee(String key) {return cache.get(key);}
}

全部代码

public class CoffeeFactory {// 加载配置文件, 获取配置文件中配置的全类名, 并创建该类的对象进行存储// 1.定义容器对象用来存储咖啡对象private static HashMap<String, Coffee> map = new HashMap<String, Coffee>();// 2.加载配置文件, 只需要加载一次static {// 2.1 创建proper.ties 对象Properties p = new Properties();// 2.2调用p对象中的load 方法进行配置文件的加载   获取字节码 -> 获取类加载器 -> 获取目标资源(返回inputStream)InputStream is = CoffeeFactory.class.getClassLoader().getResourceAsStream("bean.properties");try {// 加载资源p.load(is);// 从p集合中获取全类名并创建对象Set<Object> keys = p.keySet();for (Object key : keys) {String className = p.getProperty((String) key);// 通过反射创建对象Class<?> clazz = Class.forName(className);Coffee coffee = (Coffee) clazz.newInstance();// 创建对象// 将名称和对象存储到容器中map.put((String) key,coffee);}} catch (IOException | ClassNotFoundException | InstantiationException | IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();}}// 根据名称获取对象public static Coffee createCoffee(String name){return map.get(name);}
}

五、JDK典型案例

  1. 集合迭代器
// 工厂方法模式应用
Collection<String> coll = new ArrayList<>();
Iterator<String> it = coll.iterator(); // ArrayList内部实现Iterator
  1. 日期工具
Calendar cal = Calendar.getInstance(); // 根据时区返回不同实现
DateFormat df = DateFormat.getInstance();



                                                         2、文字提炼 - 记忆切入点


一、简单工厂模式

1、核心思想

将对象创建逻辑集中在一个"工厂类"中，通过 参数 控制具体产品类型。

  • 关键步骤

    1. 定义产品接口
      创建抽象基类（如 Coffee），声明所有产品共有的方法（如 getName()）

    2. 实现具体产品
      继承基类创建具体产品（如 AmericanCoffee 和 LatteCoffee），各自实现特有逻辑

    3. 构建工厂类
      创建 SimpleCoffeeFactory 类，内部包含静态/实例方法（如 createCoffee(type)），通过 if-else 或 switch 判断参数类型，返回对应的具体产品实例

    4. 客户端调用
      客户端（如CoffeeStore）持有工厂引用，调用createCoffee()时传入类型参数，无需直接接触具体产品类

  • 典型特征

    • 工厂类包含所有产品的创建逻辑

    • 新增产品必须修改工厂类代码


二、工厂方法模式

2、核心思想

将对象的创建 延迟 到子类，每个产品对应一个专属工厂。

  • 关键步骤

    1. 定义抽象工厂接口
      创建CoffeeFactory接口，声明抽象方法（如createCoffee()）

    2. 实现具体工厂
      为每个产品创建专属工厂类（如AmericanCoffeeFactory和LatteCoffeeFactory），在createCoffee()中返回对应的具体产品实例

    3. 客户端依赖抽象
      客户端类（如CoffeeStore）持有工厂接口的引用，通过setFactory()方法注入具体工厂

    4. 动态创建产品
      客户端调用factory.createCoffee()时，实际执行的是具体工厂类中实现的创建逻辑

  • 典型特征

    • 每个产品对应一个独立工厂类

    • 新增产品只需添加新工厂，无需修改已有代码


三、抽象工厂模式

2、核心思想

创建相关产品族的工厂，保证产品之间的兼容性。

  • 关键步骤

    1. 定义产品族接口
      创建多个抽象产品接口（如 Coffee: 咖啡 和 Dessert: 甜点），每个接口代表一类产品

    2. 定义抽象工厂接口
      创建DessertFactory: 甜点工厂接口，声明创建系列产品的方法（如 createCoffee() 和 createDessert() ）

    3. 实现具体工厂
      为每个产品族创建工厂类（如AmericanDessertFactory: 美式甜点工厂），同时实现该族内 所有产品的创建逻辑

    4. 客户端组合使用
      客户端通过选择具体工厂，获得配套的产品组合（如美式咖啡 + 抹茶慕斯），确保产品间的兼容性

  • 典型特征

    • 一个工厂创建多个关联产品

    • 新增产品类型时, 需要修改所有工厂接口


四、工厂模式历史演进

  1. 简单工厂   解决直接 new 对象带来的耦合问题，但工厂本身成为新的耦合点
  2. 工厂方法   通过多态工厂解耦，支持扩展但容易产生类爆炸
  3. 抽象工厂   应对产品组合需求，用更高维度的抽象管理关联对象

五、记忆点 - 关键区别

  • 考虑创建目标时

    • 简单工厂   单一产品
    • 工厂方法   单一产品
    • 抽象工厂   产品族

  • 考虑扩展代价时

    • 简单工厂   修改工厂类
    • 工厂方法   新增工厂类
    • 抽象工厂   修改所有工厂接口

  • 考虑设计重心时

    • 简单工厂   创建逻辑集中化
    • 工厂方法   创建责任分散化
    • 抽象工厂  产品组合约束


提炼

模式选择指南

  1. 简单工厂   适用于对象创建逻辑简单，不需要频繁扩展
  2. 工厂方法   适合需要灵活扩展产品类型的场景
  3. 抽象工厂   适用于管理产品族，强调相关产品必须配套使用

关键设计原则体现

  1. 开闭原则   工厂方法模式的典型体现
  2. 单一职责   每个工厂只负责创建特定对象
  3. 依赖倒置   客户端依赖抽象接口而非具体实现

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编程日记 2025/8/24 1:36:23

什么是hive

Apache Hive 是一个基于 Hadoop 生态系统构建的数据仓库工具&#xff0c;主要用于处理和分析大规模的结构化数据。它允许用户通过类似 SQL 的查询语言&#xff08;HiveQL&#xff09;进行数据操作&#xff0c;而无需直接编写复杂的 MapReduce 程序。以下是 Hive 的核心特点和应…...

编程日记 2025/8/20 17:13:22

JVM详解

目录 一.JVM的概念 1. 什么是JVM? 2.JVM用来干什么? 二JVM运行流程 JVM执⾏流程 2.1类加载机制 2.2类加载机制带来了哪些好处? 2.3类加载的过程是什么? 2.3.1加载 2.3.2验证 2.3.3准备阶段 2.3.4解析阶段 符号引⽤ 直接引⽤ 2.3.5初始化阶段 2.4类加载器 什么…...

编程日记 2025/8/24 22:18:32

PCA（主成分分析）核心原理

一、PCA&#xff08;主成分分析&#xff09;核心原理 即主成分分析技术&#xff0c;又称主分量分析技术&#xff0c;旨在利用降维的思想&#xff0c;把多指标转化为少数几个综合指标。在统计学中&#xff0c;主成分分析PCA是一种简化数据集的技术。它是一个线性变换。这个变换…...

编程日记 2025/8/25 15:28:34

DeepSeek私有化部署6：openEuler 24.03-LTS-SP1安装Open WebUI

Open WebUI是一个 Open WebUI 是一个可扩展的、功能丰富、用户友好的自托管 AI 平台&#xff0c;专为完全离线运行而设计。 它支持多种 LLM 运行环境&#xff0c;包括 Ollama 和 OpenAI 兼容的 API&#xff0c;并内置了用于 RAG 的推理引擎&#xff0c;是一个强大的 AI 部署解决…...

编程日记 2025/8/23 5:21:02

【一文学会 HTML5】

目录 HTML概述基本概念HTML 发展历程HTML 基本结构 网页基本标签标题标签&#xff08;<h1> - <h6>&#xff09;段落标签&#xff08;<p>&#xff09;换行标签&#xff08;<br>&#xff09;水平线标签&#xff08;<hr>&#xff09;注释&#xff0…...

编程日记 2025/8/20 16:24:18