工厂模式

本课属于 Coddy Java 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 66 课，共 87 课。

工厂模式是一种创建型设计模式，它将对象创建委托给单独的方法或类。你不必在代码中直接使用 new，而是让工厂为你创建对象。当你有多个共享同一接口或父类的相关类时，这种模式尤其有用。

设想一个可以发送电子邮件、SMS 或推送通知的通知系统。如果没有工厂，你的代码就需要了解每个具体类：

// 不使用工厂时，客户端必须知道所有具体类
Notification notification;
if (type.equals("email")) {
    notification = new EmailNotification();
} else if (type.equals("sms")) {
    notification = new SMSNotification();
}

使用工厂模式，可以集中管理创建逻辑：

public interface Notification {
    void send(String message);
}

public class EmailNotification implements Notification {
    public void send(String message) {
        System.out.println("Email: " + message);
    }
}

public class SMSNotification implements Notification {
    public void send(String message) {
        System.out.println("SMS: " + message);
    }
}

public class NotificationFactory {
    public static Notification create(String type) {
        if (type.equals("email")) {
            return new EmailNotification();
        } else if (type.equals("sms")) {
            return new SMSNotification();
        }
        return null;
    }
}

现在客户端代码更简洁了，也不依赖具体类：

Notification notification = NotificationFactory.create("email");
notification.send("Hello!");  // 输出：Email: Hello!

主要优势在于，添加新的通知类型只需要更新工厂：客户端代码保持不变。这遵循面向接口编程的原则，让你的系统更灵活，也更容易扩展。

挑战

简单

让我们使用工厂模式构建一个图形绘制系统！你不用在代码中到处直接创建图形对象，而是将创建逻辑集中到一个工厂中，由它根据简单的字符串标识符创建不同类型的图形。

你将把代码分成 4 个文件：

Shape.java：定义一个名为 Shape 的接口，作为所有图形的通用约定。接口应声明一个 draw() 方法，该方法不返回任何内容，只打印正在绘制的图形信息。
Shapes.java：创建 3 个实现 Shape 接口的类：
Circle：它的 draw() 方法应打印 Drawing a Circle

Rectangle：它的 draw() 方法应打印 Drawing a Rectangle

Triangle：它的 draw() 方法应打印 Drawing a Triangle
ShapeFactory.java：创建负责处理图形创建的工厂类。你的 ShapeFactory 应有一个静态方法 createShape(String type)，该方法返回一个 Shape。根据参数 type：
- 如果 type 等于 "circle"，则返回一个新的 Circle
- 如果 type 等于 "rectangle"，则返回一个新的 Rectangle
- 如果 type 等于 "triangle"，则返回一个新的 Triangle
- 对于其他任何值，返回 null
Main.java：将工厂系统组合起来！你会收到两个输入：两个图形类型（都是字符串）。
对于每个输入，使用 ShapeFactory 创建图形，并将其存储在一个 Shape 变量中。如果工厂返回有效的图形（不是 null），就调用它的 draw() 方法。如果返回 null，就打印 Unknown shape: [type]，其中 [type] 是提供的输入。

按顺序处理两个输入，每个输入的输出各占一行。

你会按顺序收到两个输入：第一个图形类型（字符串）和第二个图形类型（字符串）。

注意，Main 类从不直接使用 new Circle() 或 new Rectangle()。它只了解 Shape 接口，并请求工厂创建对象。这就是工厂模式的强大之处：客户端代码与具体类解耦了！

亲手试试

import java.util.Scanner;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        
        // 读取两种形状类型
        String type1 = scanner.nextLine();
        String type2 = scanner.nextLine();
        
        // TODO：使用 ShapeFactory 创建第一个形状
        // 如果形状不为 null，就调用 draw()
        // 如果形状为 null，就打印 "Unknown shape: [type]"
        
        // TODO：对第二个形状执行相同操作
        
    }
}

自我测试

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