Java 簡單工廠、工廠方法與抽象工廠模式深度解析

在面向對象程式設計中，new 對象是最常見的操作，但創建對象的過程往往伴隨著初始化參數、處理構造細節等瑣事，這讓開發者不得不分心於對象創建而非核心業務邏輯，嚴重拖慢開發效率。工廠模式與抽象工廠模式的出現，正是為了解決這一痛點，讓開發者能專注於業務實現，而將對象創建的複雜性封裝起來。

核心優勢

• 開發者直接透過工廠方法獲取對象，無需關心創建細節
• 隱藏實現細節，提升程式碼安全性
• 有效降低模組間的耦合度

企業級應用場景

Hibernate 中的 SessionFactory 即是典型應用。

三大工廠模式對比

1. 簡單工廠模式

開發中最常用的形式，程式碼量少、結構簡單，但擴展性差，新增產品需修改工廠類原始碼，違反開閉原則。

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Car car = CarFactory.createCar("dz");
        car.run();
        Car car2 = CarFactory.createCar("at");
        car2.run();
    }
}

interface Car { void run(); }

class Dz implements Car {
    public void run() { System.out.println("大眾汽車在跑"); }
}

class At implements Car {
    public void run() { System.out.println("奧拓汽車在跑"); }
}

class CarFactory {
    public static Car createCar(String type) {
        if ("dz".equals(type)) {
            System.out.println("創建了一個大眾車");
            return new Dz();
        }
        if ("at".equals(type)) {
            System.out.println("創建了一個奧拓車");
            return new At();
        }
        return null;
    }
}

2. 工廠方法模式

將創建邏輯延遲到子類，新增產品只需新增對應工廠類，無需修改既有代碼，符合開閉原則，但類數量增加，結構較複雜。

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        AtFactory atFactory = new AtFactory();
        DzFactory dzFactory = new DzFactory();
        Car at = atFactory.createCar();
        Car dz = dzFactory.createCar();
        at.run();
        dz.run();
    }
}

interface Car { void run(); }

class Dz implements Car {
    public void run() { System.out.println("大眾汽車在跑"); }
}

class At implements Car {
    public void run() { System.out.println("奧拓汽車在跑"); }
}

interface CarFactory { Car createCar(); }

class DzFactory implements CarFactory {
    public Car createCar() { return new Dz(); }
}

class AtFactory implements CarFactory {
    public Car createCar() { return new At(); }
}

3. 抽象工廠模式

針對「產品族」而非單一產品。工廠方法針對不同類別產品（如奧迪、大眾），抽象工廠則對同一產品進行等級劃分（如大眾高端車、低端車）。可視為工廠方法的細化，一個針對不同產品，一個針對同一產品家族。

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Car carFactory = new GDCarFactory();
        FDZ fdz = carFactory.createFdz();
        fdz.zhuansu();
    }
}

interface FDZ { void zhuansu(); }
class GDFDZ implements FDZ { public void zhuansu() { System.out.println("高端發動機轉速快"); } }
class DDFDZ implements FDZ { public void zhuansu() { System.out.println("低端發動機轉速慢"); } }

interface ZY { void shushidu(); }
class GDZY implements ZY { public void shushidu() { System.out.println("高端座椅很舒適"); } }
class DDZY implements ZY { public void shushidu() { System.out.println("低端座椅不舒適"); } }

interface LT { void mosundu(); }
class GDLT implements LT { public void mosundu() { System.out.println("高端輪胎不磨損"); } }
class DDLT implements LT { public void mosundu() { System.out.println("低端輪胎磨損快"); } }

interface Car {
    FDZ createFdz();
    ZY createZy();
    LT createLt();
}

class GDCarFactory implements Car {
    public FDZ createFdz() { return new GDFDZ(); }
    public ZY createZy() { return new GDZY(); }
    public LT createLt() { return new GDLT(); }
}

class DDCarFactory implements Car {
    public FDZ createFdz() { return new DDFDZ(); }
    public ZY createZy() { return new DDZY(); }
    public LT createLt() { return new DDLT(); }
}

三種模式總結比較

掌握三種工廠模式的適用場景，能讓你在架構設計中遊刃有餘，根據業務複雜度選擇最合適的模式。