简单工厂、工厂方法、抽象工厂、Builder 模式的区别

在创建型设计模式中,常用的模式有简单工厂模式、工厂方法、抽象工厂、Builder 模式。

下面是这几个模式的定义。

  • 简单工厂:简单工厂模式又称为静态方法工厂模式,是由一个工厂对象决定创建哪一个产品类的实例。
  • 工厂方法模式:定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。工厂方法是一个类的实例化延迟到其子类。
  • 抽象工厂模式:为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口,而且无需指定它们的具体类。
  • Builder 模式:将一个复杂对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

对比上面的几个模式的 UML 类图,它们的核心定义如下:
(1)简单工厂模式:一个工厂方法创建不同类型的对象。
(2)工厂方法模式:一个具体的工厂类负责创建一个具体对象类型。
(3)抽象工厂模式:一个具体的工厂类负责创建一系列相关对象。
(4)Builder 模式:对象的创建与表示分离,它更注重对象的创建过程。

简单工厂 UML
工厂方法 UML
抽象工厂 UML
Builder 模式 UML

简单工厂模式的产品类型代码:

//电话基类
public abstract class MobilePhone {
    public void makeCall() {
        System.out.println("打电话");
    }

    public void surfInterner() {
        System.out.println("上网");
    }
}

//魅族手机
public class Meizu extends MobilePhone{
}

//三星手机
public class Samsung extends MobilePhone{
}

//小米手机
public class XiaoMi extends MobilePhone {
}

魅族、三星、小米手机都继承自 MobilePhone,为了便于管理对象的创建,通过一个简单的工厂模式来创建这些类型的对象。简单工厂模式的代码如下。

//简单工厂根据品牌创建对象
public class MobileFactory {
    public static MobilePhone createPhone(String brand) {
        MobilePhone phone = null;
        if (brand.equalsIgnoreCase("samsung")) {
            phone = new Samsung();
        } else if (brand.equalsIgnoreCase("xiaomi")) {
            phone = new XiaoMi();
        } else if (brand.equalsIgnoreCase("meizu")) {
            phone = new Meizu();
        }
        return phone;
    }
}

在 MobileFactory 的 createPhone 函数中我们需要传递一个参数,通过该参数来创建不同的手机对象,例如魅族、三星、小米。

可以看到,MobileFactory 中只有一个静态函数,通过该函数可以创建多种对象类型,这也就是它的核心定义。

工厂方法实现类似的功能,首先需要定义一个工厂基类,具体代码如下。

//工厂基类
public abstract class MobileFactory {
    public abstract MobilePhone createPhone();
}

然后定义两个具体工厂类型 SamsungFactory、XiaoMiFactory,分别用于创建三星和小米手机,具体代码如下。

//三星手机工厂创建三星手机
public class SamsungFactory extends MobileFactory {
    @Override
    public MobilePhone createPhone() {
        return new Samsung();
    }
}
//小米手机工厂创建小米手机
public class XiaoMiFactory extends MobileFactory {
    @Override
    public MobilePhone createPhone() {
        return new XiaoMi();
    }
}

工厂方法模式和简单工厂的区别主要有两点。
(1)工厂方法需要定义抽象工厂类或接口,例如上述的 MobileFactory
(2)具体的对象由具体的工厂类(如 SamsungFactory)来创建,并且每个工厂只创建一类对象。

抽象工厂模式与工厂方法更类似,首先我们需要定义一个抽象工厂基类,具体代码如下。

//抽象工厂基类
public abstract class MobileFactory {
    public abstract MobilePhone createXiaoMiPhone();

    public abstract MobilePhone createSamsungPhone();

    public abstract MobilePhone createMeizuPhone();
}

然后在定义一个工厂实现类,用于创建对象,示例如下。

public class FoxconnFactory extends MobileFactory {
    @Override
    public MobilePhone createXiaoMiPhone() {
        return new XiaoMi();
    }

    @Override
    public MobilePhone createSamsungPhone() {
        return new Samsung();
    }

    @Override
    public MobilePhone createMeizuPhone() {
        return new Meizu();
    }
}

可以看到,抽象工厂实际上就是工厂方法的升级版,它的一个工厂类能够生产多个不同类型的、相关联或者相互依赖的对象。

抽象工厂与简单工厂也很类似,只是简单工厂通过一个静态函数创建不同类型的对象,而抽象工厂通过工厂子类的多个函数创建多个不同类型的对象。

几个工厂模式侧重的是对象的创建,而 Builder 模式则是侧重对象的构建过程,通过 Director 与 Builder 的协作将对象的各个部分组装起来。

Builder 模式具体介绍如:Builder(建造者)模式

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