工厂方法模式详解
本文将深入探讨工厂方法模式，一种在实际应用中广泛使用的高效设计模式。文中如有任何错误，欢迎指出，我将及时更正。
工厂方法模式的核心在于定义一个用于创建对象的接口，但允许子类决定实例化哪个具体的类。
问题场景
假设您正在开发一个银行转账应用，需要支持多种转账方式，例如银行转账和PayPal转账。
在未应用工厂方法模式之前，代码可能存在以下问题：
首先，我们来看一个Java示例。场景：用户A向用户B转账（通过银行转账或PayPal）。
项目结构：
problem/├─ BankApp.java├─ service/│ ├─ PaypalTransferPayment.java│ ├─ BankTransferPayment.java├─ data/│ ├─ Person.java主程序创建两个用户对象，并设定初始金额：
package problem;import problem.data.Person;public class BankApp { public static void main(String[] args) { Person person1 = new Person("John", 1000); Person person2 = new Person("Jane", 500); }}分别实现银行转账和PayPal转账类：
package problem.service;import problem.data.Person;public class BankTransferPayment { public void processPayment(Person fromAccount, Person toAccount, float amount) { fromAccount.withdraw(amount); toAccount.deposit(amount); System.out.println("Bank transfer payment success."); }}package problem.service;import problem.data.Person;public class PaypalPayment { public void processPayment(Person fromAccount, Person toAccount, float amount) { fromAccount.withdraw(amount); toAccount.deposit(amount); System.out.println("Paypal transfer payment success."); }}在主函数中添加转账逻辑：
package problem;import problem.data.Person;import problem.service.BankTransferPayment;import problem.service.PaypalPayment;public class BankApp { public static void main(String[] args) { Person person1 = new Person("John", 1000); Person person2 = new Person("Jane", 500); String paymentMethod = "bank_transfer"; if (paymentMethod.equals("bank_transfer")) { BankTransferPayment bankTransferPayment = new BankTransferPayment(); bankTransferPayment.processPayment(person1, person2, 100); System.out.println("===Method bank_transfer==="); System.out.println(person1.getName() + " has " + person1.getAmount()); System.out.println(person2.getName() + " has " + person2.getAmount()); } else if (paymentMethod.equals("paypal")) { PaypalPayment paypalPayment = new PaypalPayment(); paypalPayment.processPayment(person1, person2, 100); System.out.println("===Method paypal==="); System.out.println(person1.getName() + " has " + person1.getAmount()); System.out.println(person2.getName() + " has " + person2.getAmount()); } }}现有方案的问题：
代码冗余： processPayment 方法在不同支付方式中重复。耦合度高： 应用程序直接创建支付方式对象，扩展性差。可扩展性差： 添加新的支付方式需要修改源代码。
解决方案：工厂方法模式
为了解决上述问题，我们将采用工厂方法模式。
项目结构（解决方案）：
文心大模型
百度飞桨-文心大模型 ERNIE 3.0 文本理解与创作
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solution/├─ BankApp.java├─ service/│ ├─ payments/│ │ ├─ Payment.java│ │ ├─ PaymentFactory.java│ │ ├─ BankTransferPayment.java│ │ ├─ PaypalTransferPayment.java├─ data/│ ├─ Person.java步骤一：创建 Payment 接口，定义 processPayment 方法：
package solution.service.payments;import solution.data.Person;public interface Payment { void processPayment(Person fromAccount, Person toAccount, float amount);}步骤二：BankTransferPayment 和 PaypalPayment 类实现 Payment 接口：
package solution.service.payments;import solution.data.Person;public class BankTransferPayment implements Payment { @Override public void processPayment(Person fromAccount, Person toAccount, float amount) { fromAccount.withdraw(amount); toAccount.deposit(amount); System.out.println("Bank transfer payment success."); }}package solution.service.payments;import solution.data.Person;public class PaypalPayment implements Payment { @Override public void processPayment(Person fromAccount, Person toAccount, float amount) { fromAccount.withdraw(amount); toAccount.deposit(amount); System.out.println("Paypal transfer payment success."); }}步骤三：创建 PaymentFactory 类，根据支付类型创建对应的支付对象：
package solution.service.payments;public class PaymentFactory { public Payment createPayment(String paymentType) { if (paymentType == null) { return null; } if (paymentType.equalsIgnoreCase("bank_transfer")) { return new BankTransferPayment(); } else if (paymentType.equalsIgnoreCase("paypal")) { return new PaypalPayment(); } return null; }}步骤四：在主程序中使用工厂：
修改主函数，使用工厂方法模式：
package solution;import solution.data.Person;import solution.service.payments.Payment;import solution.service.payments.PaymentFactory;public class BankApp { public static void main(String[] args) { Person person1 = new Person("John", 1000); Person person2 = new Person("Jane", 500); String paymentMethod = "paypal"; Payment payment = new PaymentFactory().createPayment(paymentMethod); payment.processPayment(person1, person2, 100); }}工厂方法模式的优势
代码更简洁： 消除了冗余代码。降低耦合度： 对象创建委托给工厂，提高了可维护性。增强可扩展性： 添加新的支付方式无需修改原有代码，只需创建新的支付类和注册到工厂即可。
改进：策略模式结合工厂方法模式 (开闭原则)
为了进一步提高可扩展性，并遵循开闭原则，我们可以结合策略模式，实现动态注册支付方式。
修改 PaymentFactory.java：
package solution.service.payments;import java.util.HashMap;import java.util.Map;public class PaymentFactory { private Map paymentMap; public PaymentFactory() { this.paymentMap = new HashMap(); } public Payment createPayment(String paymentType) { return paymentMap.get(paymentType); } public void registerPayment(String paymentType, Payment payment) { paymentMap.put(paymentType, payment); } public PaymentFactory initializePaymentMethods() { Payment bankTransferPayment = new BankTransferPayment(); Payment paypalPayment = new PaypalPayment(); this.registerPayment("bank_transfer", bankTransferPayment); this.registerPayment("paypal", paypalPayment); return this; }}修改主程序：
package solution;import solution.data.Person;import solution.service.payments.Payment;import solution.service.payments.PaymentFactory;public class BankApp { public static void main(String[] args) { Person person1 = new Person("John", 1000); Person person2 = new Person("Jane", 500); String paymentMethod = "BANK_TRANSFER"; Payment payment = new PaymentFactory() .initializePaymentMethods() .createPayment(paymentMethod); payment.processPayment(person1, person2, 100); }}通过这种方式，添加新的支付方式只需创建新的类并注册到工厂即可，无需修改工厂本身的代码，完美遵循开闭原则。
希望本文对您理解和应用工厂方法模式有所帮助。
参考资料：
设计模式大全
以上就是理解工厂方法模式的详细内容，更多请关注创想鸟其它相关文章！
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