设计模式之工厂模式

设计模式之工厂模式

定义

工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。

优点

遵循开闭原则：可以在不修改现有代码的情况下引入新的产品类型。
遵循单一职责原则：将产品创建代码放在程序的单一位置，使得代码更容易维护。
松耦合：工厂方法模式将产品的使用和产品的创建分离，使它们互相独立、互不影响。
客户端代码与具体产品解耦：客户端只需要知道抽象产品类，而不需要知道具体产品类。
灵活性高：可以通过继承的方式增加新的工厂，非常容易扩展。
可以实现平行类层次结构：每个工厂对应一个产品，形成一个完整的平行结构。

缺点

代码复杂度增加：相比于简单工厂模式，工厂方法模式需要更多的类和接口。
可能导致类的个数增加：每增加一个产品就需要增加一个具体工厂类。
抽象工厂和具体工厂的角色没有太多变化：如果只有一个具体工厂类，那么就没有必要使用工厂方法模式。
客户端代码需要处理选择合适的工厂类：虽然客户端不需要知道具体的产品类，但仍需要知道每个工厂生产什么样的产品。
难以支持新种类的产品：如果需要添加一个新种类的产品，可能需要修改抽象工厂接口，这会影响到所有的具体工厂类。
可能会增加系统的抽象性和理解难度：对于简单的应用来说，使用工厂方法可能会显得过度设计。

代码解释

VolunteerService 接口定义了所有志愿服务必须实现的 provideHelp() 方法。
HomeCleaning 和 Companionship 是具体的志愿服务类，实现了 VolunteerService 接口。
VolunteerOrganization 接口定义了 createVolunteerService() 方法，这是工厂方法。
HomeHelpOrganization 和 SocialCareOrganization 是具体的志愿者机构类，它们实现了 VolunteerOrganization 接口，负责创建各自的具体志愿服务。
在客户端代码中，我们使用具体的志愿者机构来创建志愿服务，而不直接实例化服务类。

代码

// 志愿服务接口
interface VolunteerService {
    void provideHelp();
}

// 具体志愿服务：家庭清洁
class HomeCleaning implements VolunteerService {
    @Override
    public void provideHelp() {
        System.out.println("提供家庭清洁服务");
    }
}

// 具体志愿服务：陪伴聊天
class Companionship implements VolunteerService {
    @Override
    public void provideHelp() {
        System.out.println("提供陪伴聊天服务");
    }
}

// 志愿者机构接口
interface VolunteerOrganization {
    VolunteerService createVolunteerService();
}

// 具体志愿者机构：家庭帮助组织
class HomeHelpOrganization implements VolunteerOrganization {
    @Override
    public VolunteerService createVolunteerService() {
        return new HomeCleaning();
    }
}

// 具体志愿者机构：社交关怀组织
class SocialCareOrganization implements VolunteerOrganization {
    @Override
    public VolunteerService createVolunteerService() {
        return new Companionship();
    }
}

// 客户端代码
public class ElderlySupport {
    public static void main(String[] args) {
        VolunteerOrganization homeHelp = new HomeHelpOrganization();
        VolunteerService homeCleaningService = homeHelp.createVolunteerService();
        homeCleaningService.provideHelp();

        VolunteerOrganization socialCare = new SocialCareOrganization();
        VolunteerService companionshipService = socialCare.createVolunteerService();
        companionshipService.provideHelp();
    }
}

进阶【骚操作-反射】

代码解释

修改后的版本使用了反射来创建 VolunteerService 实例。
主要的变化包括：
    移除了具体的 VolunteerOrganization 实现类（HomeHelpOrganization 和 SocialCareOrganization）。
    新增了一个通用的 ReflectiveVolunteerOrganization 类，它使用反射来创建 VolunteerService 实例。
    ReflectiveVolunteerOrganization 类的构造函数接受一个 Class 对象，用于指定要创建的 VolunteerService 类型。
    createVolunteerService 方法使用反射来创建指定类型的实例。
    在 main 方法中，现在使用 ReflectiveVolunteerOrganization 来创建 VolunteerService 实例，并传入相应的 Class 对象。

package FactoryClass;

import java.lang.reflect.Constructor;

// 志愿服务接口
interface VolunteerServiceRef {
    void provideHelpRef();
}

// 具体志愿服务：家庭清洁
class HomeCleaningRef implements VolunteerServiceRef {
    @Override
    public void provideHelpRef() {
        System.out.println("提供家庭清洁服务");
    }
}

// 具体志愿服务：陪伴聊天
class CompanionshipRef implements VolunteerServiceRef {
    @Override
    public void provideHelpRef() {
        System.out.println("提供陪伴聊天服务");
    }
}

// 志愿者机构接口
interface VolunteerOrganizationRef {
    VolunteerServiceRef createVolunteerServiceRef() throws Exception;
}

// 通用志愿者机构实现
class ReflectiveVolunteerOrganization implements VolunteerOrganizationRef {
    private Class<? extends VolunteerServiceRef> serviceClass;

    public ReflectiveVolunteerOrganization(Class<? extends VolunteerServiceRef> serviceClass) {
        this.serviceClass = serviceClass;
    }

    @Override
    public VolunteerServiceRef createVolunteerServiceRef() throws Exception {
        Constructor<? extends VolunteerServiceRef> constructor = serviceClass.getDeclaredConstructor();
        return constructor.newInstance();
    }
}

// 客户端代码
public class ElderlySupportReflection {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            VolunteerOrganizationRef homeHelp = new ReflectiveVolunteerOrganization(HomeCleaningRef.class);
            VolunteerServiceRef homeCleaningService = homeHelp.createVolunteerServiceRef();
            homeCleaningService.provideHelpRef();

            VolunteerOrganizationRef socialCare = new ReflectiveVolunteerOrganization(CompanionshipRef.class);
            VolunteerServiceRef companionshipService = socialCare.createVolunteerServiceRef();
            companionshipService.provideHelpRef();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}