如何在Java中轻松使用工厂设计模式

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工厂设计模式或工厂方法设计模式。它是一种广泛使用且易于理解的设计模式。这是一种毫不费力但有效的隐藏对象创建复杂性的方法。这就是为什么它属于创建模式类别。所以让我们直接跳进去。

了解工厂设计模式的先决条件

在理解什么是工厂设计模式之前，您需要了解什么是超类superclass和子类subclasses。如果你已经知道，可以跳到这一部分

超类与子类/父类与子类别

超类是定义为基类的类或接口。子类是扩展或实现它的类（超类）。例如， Student 是一个接口（或者您可以将其设置为类，这取决于您）。现在可以有多种类型的学生。不，我不是在说A+或F学生，我不想在这里取笑我自己。

相反，我们假设它基于不同的课程。例如金融学生、计算机学生或艺术学生。这些是不同的班级，但都是类型学生，对吗？因此，我们将为每个学生类型实现学生接口。一旦实现或扩展任何类，当前类就成为它的子类。在我们的案例中，所有这些学生， FinanceStudent 、 ComputerStudent 和 ArtStudent 都是学生的子类。 Student 是这些子类的超类或基类（是的，即使它是接口）。

interface Student {
  String getName();
}

class FinanceStudent implements Student {
  public String getName(){
    // do something
  }
}
// same for ComputerStudent and  ArtStudent

挑战

在上面的小例子中，我们有许多学生classes，还有更多的学生classes。通常，我们将分别创建每个学生，如下所示。

Student st = new FinanceStudent("Student 1");
Student st2 = new ArtStudent("Stuent 2");
...
Student stN = new NthCoursedStudent("Student Nth");

在上面的示例中，每次需要任何学生时，都需要显式选择适当的学生类型并调用 new 关键字。现在的问题是，对于艺术学生来说，我们希望在每次创建对象时传递一些默认值。或者，我们希望将提供的字符串验证给学生类。这将很难处理，因为对象创建分散在代码中。这将更加繁琐，因为对于每个学生类型，您都需要添加验证逻辑。那么我们如何解决这一挑战呢？

你一定在想，如果我们可以将所有这些学生创建逻辑收集到一个类或函数中，会怎么样？有趣的是，你所想的基本上就是工厂设计模式。让我们深入研究一下。

什么是工厂设计模式

简单地说，它是一种将对象创建逻辑（类似类型）放入单个类或函数的方法。类似于工厂。你只是要求工厂生产某种产品。工厂根据您的需求负责产品构建，并为您提供最终产品。你不必担心工厂里发生了什么。

在前面的示例中，我们第n次创建了学生类。让我们将工厂设计模式（以非常简单的方式）应用于它。

创建工厂设计类

请记住，我正在创建一个非常简单的模型，您可以根据您的需要进行定制。

让我们从工厂基类开始。并在其中创建一个名为 createStudent 的函数。并使其公开和静态，以便于访问。我们将担心以后如何创建它。您现在的代码可能如下所示。

class StudentFactory {
    public static Student createStudent(){
        // TODO
       return null;
    } 
}

现在，如何确定需要创建哪种类型的学生？为此，我们可以使用字符串，也可以使用枚举来获得更易维护的代码。

enum StudentTypes {
    FINANCE, ART, COMPUTER;
}

下一步是在 createStudent 方法中获取此枚举作为参数以及学生名称。之后，我们将简单地执行 if-else 或 switch 条件。

public static Student createStudent(StudentTypes studentType,
                                    String name) {
    System.out.printf("Creating %s student object with name %s \n"
            , studentType, name);
    
    switch (studentType) {
        case FINANCE:
            return new FinanceStudent(name);
        case ART:
            return new ArtStudent(name);
        case COMPUTER:
            return new ComputerStudent(name);
        default:
            // returning null is not recommended
            return new ComputerStudent(name);
    }
}

就这样，这是你的工厂设计模式。现在，您只需使用适当的类型 enum 和 voila 调用 createStudent 函数，就可以得到 student 对象。现在你一定想知道它有什么好处吧？让我们看看我在挑战部分提到的一个场景。

工厂设计模式的好处

假设我们想要验证提供的名称。检查它是否为空。如果为空，则抛出异常。在FDP之前，我们必须在每个创建逻辑之前独立检查名称。这将是一项冗余任务。但是现在，使用我们创建的FDP函数，我们只需要编写和调用逻辑一次。我们可以在 switch 语句之前编写空检查。或者，如果您有很长的验证逻辑，只需创建一个单独的函数并在 switch 语句之前调用它，很简单。

if(name == null){
    throw new RuntimeException("name is null");
}