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【设计模式-2.2】创建型——简单工厂和工厂模式

news 2025/9/15 15:55:26

说明：本文介绍设计模式中，创建型设计模式中的工厂模式；

飞机大战

创建型设计模式，关注于对象的创建，本文介绍的简单工厂和工厂模式同样也是。举一个游戏例子，如飞机大战游戏中，屏幕中敌人类型有坦克、飞机，会随机出现在画面的上方；

在这里插入图片描述
我们可以简单的将敌人抽象为一个抽象类，然后分别创建对应的实现类，如下：

（敌人抽象类，注意属性的修饰符，protected，子类中需要用到）

/*** 敌人抽象类*/
public abstract class Enemy {/*** 敌人的坐标*/protected int x;/*** 敌人的坐标*/protected int y;/*** 抽象方法*/public Enemy(int x, int y) {this.x = x;this.y = y;}/*** 绘制方法*/public abstract void show();
}

（具体实现类，坦克）

/*** 坦克*/
public class Tank extends Enemy{public Tank(int x, int y) {super(x, y);}@Overridepublic void show() {System.out.println("坦克出现了，坐标是：" + x + "," + y);}
}

（具体实现类，飞机）

/*** 飞机*/
public class AirPlane extends Enemy{public AirPlane(int x, int y) {super(x, y);}@Overridepublic void show() {System.out.println("飞机出现了，坐标是：" + x + "," + y);}
}

（客户端，client）

import java.util.Random;/*** 客户端*/
public class Client {public static void main(String[] args) {// 屏幕宽度是100int screenLength = 100;// 创建坦克Enemy tank = new Tank(new Random().nextInt(screenLength),0);tank.show();// 创建飞机Enemy airPlane = new AirPlane(new Random().nextInt(screenLength),0);airPlane.show();}
}

执行结果：

在这里插入图片描述

分析：以上创建方式，有两点不足之处，对象的创建和使用在一起，耦合性太高；创建对象的代码放到了客户端类里，如果需要创建多个对象的话，客户端的代码势必会越来越臃肿。

简单工厂

为了解决上面提到的两个问题，耦合性高，客户端代码臃肿，我们可以使用简单工厂对上面的流程进行改进。如下，创建一个简单工厂类，将创建对象的步骤抽取到这里面：

import java.util.Random;/*** 简单工厂*/
public class SimpleFactory {/*** 屏幕宽度*/private int screenLength;/*** 随机数*/private Random random;/*** 构造函数** @param screenLength*/public SimpleFactory(int screenLength) {this.screenLength = screenLength;this.random = new Random();}/*** 创建敌人* @param type* @return*/public Enemy createEnemy(String type) {int x = random.nextInt(screenLength);Enemy enemy = null;switch (type) {case "Tank":enemy = new Tank(x, 0);break;case "AirPlane":enemy = new AirPlane(x, 0);break;default:throw new RuntimeException("unknown enemy type");}return enemy;}
}

这样，客户端就可以使用这个简单工厂来创建对象了，如下：

/*** 客户端*/
public class Client {public static void main(String[] args) {int screenLength = 100;new SimpleFactory(screenLength).createEnemy("Tank").show();new SimpleFactory(screenLength).createEnemy("AirPlane").show();}
}

执行结果：

在这里插入图片描述
分析：通过简单工厂，对对象的创建进行了封装，使客户端的代码简单、清爽。但是，如果需要增加敌人类型的话，我们就需要去修改这个简单工厂类，新增case分支，这不利于后续的代码扩展。

工厂模式

使用工厂模式，可以弥补简单工厂的缺点。我们可以创建一个工厂接口，让后续所有的敌人对象都实现这个接口，并实现其抽象方法，把对象的创建放到具体实现类中，这样后续无论新增多少种敌人类型，都只要实现这个接口即可，不需要对原有系统进行修改。如下：

（工厂接口）

/*** 敌人工厂接口*/
public interface Factory {/*** 创建敌人* * @param screenLength* @return*/Enemy createEnemy(int screenLength);
}

（飞机工厂）

import java.util.Random;/*** 飞机工厂*/
public class AirPlaneFactory implements Factory{@Overridepublic Enemy createEnemy(int screenLength) {return new AirPlane(new Random().nextInt(screenLength), 0);}
}

（坦克工厂）

import java.util.Random;/*** 坦克工厂*/
public class TankFactory implements Factory{@Overridepublic Enemy createEnemy(int screenLength) {return new Tank(new Random().nextInt(screenLength), 0);}
}

现在，如果需要新增一个Boss对象，只需要创建对应的Boss对象，及其工厂实现类即可，如下：

（Boss类）

/*** Boss*/
public class Boss extends Enemy{public Boss(int x, int y) {super(x, y);}@Overridepublic void show() {System.out.println("Boss出现了，坐标是：" + x + "," + y);}
}

（Boss工厂实现类，用于创建Boss）

import java.util.Random;/*** Boss工厂*/
public class BossFactory implements Factory {@Overridepublic Enemy createEnemy(int screenLength) {// Boss出现在屏幕正中间return new Boss(new Random().nextInt(screenLength) / 2, 0);}
}

（客户端代码，客户端只需创建工厂对象，调用其方法即可）

/*** 客户端*/
public class Client {public static void main(String[] args) {// 屏幕宽度int screenLength = 100;// 创建坦克Factory tankFactory = new TankFactory();for (int i = 0; i < 10; i++) {tankFactory.createEnemy(screenLength).show();}// 创建飞机Factory airFactory = new AirPlaneFactory();for (int i = 0; i < 10; i++) {airFactory.createEnemy(screenLength).show();}// 创建BossFactory boosFactory = new BossFactory();boosFactory.createEnemy(screenLength).show();}
}