第4章：工厂模式（Factory Pattern）

一、导读

1.1 本章学习目标

第4章讲解工厂模式——一种创建对象的设计模式。工厂模式将对象的创建和使用分离，使系统更加灵活。

1.2 为什么第四章如此重要

工厂模式是最常用的设计模式之一。它封装了对象创建的复杂性，使代码更加灵活和可维护。

1.3 核心问题引导

简单工厂、工厂方法和抽象工厂有什么区别？

工厂模式如何体现依赖倒置原则？

何时使用工厂方法，何时使用抽象工厂？

工厂模式在框架中如何应用？

二、核心概念详解

4.1 简单工厂

java

public class PizzaStore {
    public Pizza orderPizza(String type) {
        Pizza pizza = PizzaFactory.createPizza(type);
        pizza.prepare();
        pizza.bake();
        pizza.cut();
        pizza.box();
        return pizza;
    }
}

public class PizzaFactory {
    public static Pizza createPizza(String type) {
        if ("cheese".equals(type)) return new CheesePizza();
        if ("pepperoni".equals(type)) return new PepperoniPizza();
        if ("veggie".equals(type)) return new VeggiePizza();
        throw new IllegalArgumentException("Unknown pizza type: " + type);
    }
}

4.2 工厂方法

java

public abstract class PizzaStore {
    public Pizza orderPizza(String type) {
        Pizza pizza = createPizza(type);  // 工厂方法
        pizza.prepare();
        pizza.bake();
        pizza.cut();
        pizza.box();
        return pizza;
    }

    protected abstract Pizza createPizza(String type);  // 子类实现
}

public class NYPizzaStore extends PizzaStore {
    @Override
    protected Pizza createPizza(String type) {
        if ("cheese".equals(type)) return new NYStyleCheesePizza();
        if ("pepperoni".equals(type)) return new NYStylePepperoniPizza();
        return null;
    }
}

public class ChicagoPizzaStore extends PizzaStore {
    @Override
    protected Pizza createPizza(String type) {
        if ("cheese".equals(type)) return new ChicagoStyleCheesePizza();
        if ("pepperoni".equals(type)) return new ChicagoStylePepperoniPizza();
        return null;
    }
}

4.3 抽象工厂

java

// 产品族
public interface PizzaIngredientFactory {
    Dough createDough();
    Sauce createSauce();
    Cheese createCheese();
}

// 具体工厂
public class NYPizzaIngredientFactory implements PizzaIngredientFactory {
    public Dough createDough() { return new ThinCrustDough(); }
    public Sauce createSauce() { return new MarinaraSauce(); }
    public Cheese createCheese() { return new ReggianoCheese(); }
}

public class ChicagoPizzaIngredientFactory implements PizzaIngredientFactory {
    public Dough createDough() { return new ThickCrustDough(); }
    public Sauce createSauce() { return new PlumTomatoSauce(); }
    public Cheese createCheese() { return new MozzarellaCheese(); }
}

4.4 依赖倒置原则

反模式（依赖具体）：
PizzaStore → CheesePizza（直接依赖具体类）

正确做法（依赖抽象）：
PizzaStore → Pizza（依赖抽象）
     ↑
CheesePizza, PepperoniPizza（具体实现）

工厂方法使依赖倒置成为可能

三、实战案例

3.1 Spring 中的工厂模式

java

// BeanFactory 是工厂模式的典型应用
ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
UserService userService = context.getBean(UserService.class);
// 对象的创建被容器管理

四、本章小结

工厂模式将对象创建和使用分离。简单工厂适合简单场景，工厂方法适合创建一族产品，抽象工厂适合创建产品族。工厂模式体现了依赖倒置原则。

五、思考与练习

三种工厂模式如何选择？

工厂模式有什么缺点？

如何在框架中应用工厂模式？

工厂模式和策略模式有什么关系？

如何测试使用工厂模式的代码？