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工厂方法模式

Q: 「工厂方法模式」这节课中我会学到什么？

在基类中定义工厂方法，并让子类决定要创建哪种产品 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Java Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

在基类中定义工厂方法，并让子类决定要创建哪种产品

工厂方法模式 是 CoddyKit 上的免费 Java Academy 课时。这是第 2 节课，共 4 节。你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。这是 Java Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 Java Academy 课程共包含 4 节课。

工厂方法的意图

工厂方法定义了用于创建对象的接口，但将决定实例化哪个类的责任交给子类。它将创建逻辑与客户端代码解耦。

没有工厂方法时的问题

没有工厂时，客户端代码中会充斥着 new ConcreteClass() 调用。添加新变体意味着必须修改每个调用位置——这违反了开闭原则。

// Client knows too much:
Shape shape;
if (type.equals("circle")) shape = new Circle(r);
else if (type.equals("rect")) shape = new Rectangle(w, h);
// Every new shape requires editing this code.

创建者抽象类

请定义一个抽象创建者类，并在其中声明 createProduct() 工厂方法。子类重写该方法，以返回特定的产品类型。

public abstract class Dialog {
    public void render() {
        Button btn = createButton(); // factory method
        btn.onClick();
    }
    protected abstract Button createButton();
}

具体创建者

每个子类都重写工厂方法，以返回适当的产品，同时无需修改基类中的外围算法。

public class WindowsDialog extends Dialog {
    @Override
    protected Button createButton() { return new WindowsButton(); }
}
public class WebDialog extends Dialog {
    @Override
    protected Button createButton() { return new HtmlButton(); }
}

产品接口

所有具体产品都实现同一个公共接口，这样创建者就能以通用方式使用它们。

public interface Button {
    void onClick();
    void render();
}
public class WindowsButton implements Button {
    public void onClick() { System.out.println("Windows click"); }
    public void render() { System.out.println("Render Windows button"); }
}

静态工厂方法与工厂方法模式

静态工厂方法（例如 LocalDate.of()）是一种命名约定，而不是 GoF 模式。GoF 模式使用继承；静态工厂则在单个类上使用静态方法。

// Static factory (NOT the GoF pattern)
LocalDate d = LocalDate.of(2024, 6, 15);
// GoF Factory Method uses a class hierarchy

参数化工厂方法

向工厂方法传入参数，即可在多个产品之间进行选择，而无需为每种产品都创建一个子类。

public class ShapeFactory {
    public static Shape create(String type, double... dims) {
        return switch (type) {
            case "circle"    -> new Circle(dims[0]);
            case "rectangle" -> new Rectangle(dims[0], dims[1]);
            default -> throw new IllegalArgumentException("Unknown: " + type);
        };
    }
}

使用泛型的工厂方法

使用泛型可以让工厂方法具备类型安全，并能在不同的产品族之间复用。

public abstract class Repository<T, ID> {
    public abstract T findById(ID id);
    protected abstract T createEmpty(); // factory method
}

使用 Map 注册工厂

基于注册表的工厂会将类型字符串映射到 Supplier lambda，从而避免使用 if-else 链，并使注册过程具有动态性。

Map<String, Supplier<Notification>> registry = new HashMap<>();
registry.put("email", EmailNotification::new);
registry.put("sms",   SmsNotification::new);
Notification n = registry.getOrDefault(type, DefaultNotification::new).get();

工厂方法与抽象工厂

工厂方法通过继承创建一种产品类型。抽象工厂通过组合创建一组相关产品。当只有一种产品会发生变化时，请使用工厂方法；当整套产品需要一起变化时，请使用抽象工厂。

现实示例：Logger 工厂

SLF4J 的 LoggerFactory.getLogger(Class) 是一个静态工厂，它会返回正确的日志记录器实现（Logback、Log4j 或 JUL），而调用方无需知道具体是哪一种实现。

Logger log = LoggerFactory.getLogger(MyService.class);
log.info("Service started");

快速检查

工厂方法模式的关键特征是什么？

回顾

工厂方法将实例化决策放入可重写的子类方法中，从而把对象创建与客户端解耦。当一个类无法预先确定需要创建哪些对象时，请使用它。

常见问题解答

「工厂方法模式」课时是免费的吗？

是的 — 「工厂方法模式」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 Java Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 Java Academy 课程共包含 4 节课。

「工厂方法模式」这节课中我会学到什么？

在基类中定义工厂方法，并让子类决定要创建哪种产品你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Java Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 Java Academy 需要有经验吗？

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 Java Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。这是第 2 节课，共 4 节。

「工厂方法模式」课时需要多长时间？

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 Java Academy 课中编写并运行代码吗？

能。每节 Java Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

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