何時使用工廠、工廠方法和抽象工廠設計模式？

設計模式：工廠、工廠方法和抽象工廠指南

簡介

Factory 系列設計模式提供了一種強大的方法來管理物件建立、隱藏實作細節和增強可擴展性。本文探討了工廠、工廠方法和抽象工廠模式的差異和適當用法。

工廠模式

工廠模式透過將實例化邏輯封裝在內部來簡化物件創建一個專門的班級。此類別充當集中式中心，可產生物件而不將底層實作暴露給客戶端程式碼。工廠模式透過公共介面引用新建立的物件。

工廠方法模式

工廠方法模式更進一步，它定義了一個介面來決定要使用哪個類別實例化，但將實際實例化留給子類。這允許更大的靈活性並允許創建物件層次結構。與工廠模式類似，工廠方法物件透過公共介面引用。

抽象工廠模式

抽象工廠模式擅長創建共享的相關物件系列共同的主題或功能。該模式定義了一個接口，該接口提供了創建一系列相關產品的方法。客戶端程式碼僅與抽象工廠交互，這確保了物件創建的一致性並強制執行系列概念。

區分模式

這些模式之間的主要區別在於它們的可擴展性和靈活性水平：

• 工廠：由於固定實作而靈活性有限，但使用簡單。
• 工廠方法：允許子類化和變化，而不需要更改客戶端程式碼。
• 抽象工廠：提供最大的彈性，能夠創造具有不同組合和關係的物件族。

何時使用哪種模式

• 工廠：當物件建立簡單且不需要複雜的邏輯或可擴充性時使用。
• 工廠方法：當您需要一個通用基底類別來執行大部分物件建立邏輯時請考慮但允許專門的子類別來處理特定的變更。
• 抽象工廠：非常適合需要創建一組遵循公共結構和介面的互連物件的情況。

示例實現

• 工廠：

  <code class="java">class FruitFactory {
    public static Apple createApple() { return new Apple(); }
    public static Orange createOrange() { return new Orange(); }
  }</code>

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• 工廠方法：

  <code class="java">abstract class FruitPicker {
    protected abstract Fruit createFruit();
    public void pickFruit() { Fruit fruit = createFruit(); ... }
  }
  
  class ApplePicker extends FruitPicker {
    @Override
    protected Fruit createFruit() { return new Apple(); }
  }</code>

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• 抽象工廠：

  <code class="java">interface PlantFactory {
    Plant createPlant();
    Picker createPicker();
  }
  
  class AppleFactory implements PlantFactory {
    public Plant createPlant() { return new Apple(); }
    public Picker createPicker() { return new ApplePicker(); }
  }</code>

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