文章目錄

  • 簡單工廠模式示例
  • 示例1：電視機工廠
  • 示例2：圖表庫工廠
  • 在JDK中的應用：`java.util.Calendar`

簡單工廠模式示例

示例1：電視機工廠

接續上一節的電視機場景，我們來看一個完整的代碼實現。

  • 代碼實現:
// 角色1: 抽象產品 (Product)
// 定義電視機的通用行為：播放
interface Product {
public void play();
}
// 角色2: 具體產品A (ConcreteProductA)
// 海爾電視機
class ConcreteProductA implements Product {
@Override
public void play() {
System.out.println("海爾電視機播放中......");
}
}
// 角色2: 具體產品B (ConcreteProductB)
// 海信電視機
class ConcreteProductB implements Product {
@Override
public void play() {
System.out.println("海信電視機播放中......");
}
}
// 角色3: 工廠類 (Factory)
class Factory {
// 提供生產產品的靜態方法
public static Product produce(String brand) throws Exception {
if (brand.equalsIgnoreCase("Haier")) {
System.out.println("電視機工廠生產海爾電視機！");
return new ConcreteProductA();
} else if (brand.equalsIgnoreCase("Hisense")) {
System.out.println("電視機工廠生產海信電視機！");
return new ConcreteProductB();
} else {
// 對於無法生產的品牌，拋出異常
throw new Exception("對不起，暫不能生產該品牌電視機！");
}
}
}
  • 客户端調用:
// 測試類 (客户端)
public class SimpleFactory {
public static void main(String[] args) {
try {
// 客户端向工廠請求產品，只需要提供品牌名
Product tv = Factory.produce("Haier");
// 客户端直接使用產品，無需關心其具體類型和創建過程
tv.play();
// 更換品牌也只需修改參數
// Product tv2 = Factory.produce("Hisense");
// tv2.play();
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
}
}
  • 運行效果:
電視機工廠生產海爾電視機！
海爾電視機播放中......
示例2：圖表庫工廠
  • 背景需求:
  • Sunny軟件公司要開發一套圖表庫，提供柱狀圖、餅狀圖、折線圖等不同外觀的圖表。
  • 設計目標是為應用系統開發者提供一套靈活易用的圖表庫，並且可以較為方便地對圖表庫進行擴展，以便將來增加新類型的圖表。
  • 初始設計 (反面教材):
  • 最初，可能將所有圖表的創建和顯示邏輯都耦合在一個Chart類中。
// 違反單一職責和開閉原則的設計
public class Chart {
private String type; // 圖表類型
// 構造函數中根據類型進行不同的初始化
public Chart(Object[][] data, String type) {
this.type = type;
if (type.equalsIgnoreCase("histogram")) {
// 初始化柱狀圖
} else if (type.equalsIgnoreCase("pie")) {
// 初始化餅狀圖
} else if (type.equalsIgnoreCase("line")) {
// 初始化折線圖
}
}
// 顯示方法中根據類型進行不同的顯示
public void display() {
if (this.type.equalsIgnoreCase("histogram")) {
// 顯示柱狀圖
} else if (this.type.equalsIgnoreCase("pie")) {
// 顯示餅狀圖
} else if (this.type.equalsIgnoreCase("line")) {
// 顯示折線圖
}
}
}
  • 問題分析: 這個Chart類職責過重，既負責創建（初始化）又負責顯示。而且，每當需要增加一種新的圖表類型時，都必須修改這個類的構造函數和display方法，違反了開閉原則。
  • 使用簡單工廠模式重構:
  • 模式角色分析:
  • 抽象產品 (Product): Chart 接口，定義所有圖表都必須具備的 display() 方法。
  • 具體產品 (ConcreteProduct): HistogramChart, PieChart, LineChart 等類，分別實現Chart接口，負責各自圖表的具體顯示邏輯。
  • 工廠 (Factory): ChartFactory 類，提供一個靜態方法 getChart(String type)，根據傳入的類型字符串創建並返回具體的圖表對象。
  • 重構後代碼實現:
// 抽象產品：Chart接口
public interface Chart {
public void display();
}
// 具體產品：HistogramChart, PieChart, LineChart 類（代碼略，各自實現display方法）
// 工廠類：ChartFactory
public class ChartFactory {
// 靜態工廠方法
public static Chart getChart(String type) {
Chart chart = null;
if (type.equalsIgnoreCase("histogram")) {
chart = new HistogramChart();
System.out.println("初始化設置柱狀圖！");
} else if (type.equalsIgnoreCase("pie")) {
chart = new PieChart();
System.out.println("初始化設置餅狀圖！");
} else if (type.equalsIgnoreCase("line")) {
chart = new LineChart();
System.out.println("初始化設置折線圖！");
}
return chart;
}
}
  • 客户端調用:
class Client {
public static void main(String[] args) {
Chart chart;
// 客户端通過工廠獲取實例，實現了創建和使用的分離
chart = ChartFactory.getChart("line");
chart.display(); // 調用產品的功能
}
}
  • 運行效果:
初始化設置折線圖！
顯示折線圖！

在JDK中的應用：java.util.Calendar

簡單工廠模式（靜態工廠方法）在Java的JDK源碼中也有廣泛應用。一個典型的例子就是java.util.Calendar類。

  • 源碼分析:
  • 我們獲取Calendar實例時，並不是通過new Calendar()（Calendar是抽象類，無法直接new），而是通過調用它的靜態方法 Calendar.getInstance()。
import java.util.Calendar;
public class Factory {
public static void main(String[] args) {
// getInstance() 就是一個靜態工廠方法
Calendar cal = Calendar.getInstance();
System.out.println("年: " + cal.get(Calendar.YEAR));
// 月份從0開始，需要+1
System.out.println("月: " + (cal.get(Calendar.MONTH) + 1));
System.out.println("日: " + cal.get(Calendar.DAY_OF_MONTH));
}
}
  • 內部機制:
  • getInstance() 方法會根據系統當前的區域設置（Locale）和時區（TimeZone）等信息，在內部決定具體創建並返回哪一個Calendar的子類實例（例如，在大多數情況下是GregorianCalendar）。
  • 這樣，客户端代碼完全不需要關心底層具體使用的是哪種日曆實現，只需要與Calendar這個抽象類進行交互即可。這極大地提高了代碼的靈活性和可維護性。