工厂模式和策略模式是两种不同的设计模式
一、目的和用途
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工厂模式（用于创建对象，将对象的创建和使用分离）：
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目的是创建对象，将对象的创建和使用分离。它提供了一种创建对象的方式，使得客户端代码不需要直接实例化具体的类，而是通过工厂类来创建对象。
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常用于创建复杂对象或根据不同的条件创建不同类型的对象，提高代码的可维护性和可扩展性。
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策略模式（主要用于封装算法或行为，使得不同算法或行为可以相互替换）：
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目的是封装一系列的算法或行为，使得这些算法或行为可以相互替换。它将算法的选择和实现分离，使得客户端代码可以在运行时根据需要选择不同的算法。
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常用于实现多种不同的算法或行为，并且这些算法或行为可以根据不同的情况进行切换。
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二、结构和实现方式
- 工厂模式：
- 通常包含一个工厂类和多个具体产品类。工厂类负责创建具体产品类的实例，客户端代码只与工厂类交互，而不直接与具体产品类交互。
- 工厂类可以是简单工厂、工厂方法或抽象工厂，具体实现方式根据实际需求而定。
- 策略模式：
- 通常包含一个策略接口和多个具体策略实现类，以及一个环境类。策略接口定义了算法的公共接口，具体策略实现类实现了策略接口，环境类持有一个策略对象，并在运行时根据需要选择不同的策略。
- 客户端代码通过环境类来使用策略，而环境类可以在运行时根据需要动态地切换策略。
三、代码示例
- 工厂模式示例：
- 假设我们有一个图形绘制的应用程序，需要根据用户的选择绘制不同类型的图形，如圆形、矩形和三角形。我们可以使用工厂模式来创建这些图形对象。
- 定义一个图形接口：
java
public interface Shape {
void draw();
}- 实现具体的图形类：
java
public class Circle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Drawing a circle.");
}
}
public class Rectangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Drawing a rectangle.");
}
}
public class Triangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Drawing a triangle.");
}
}- 创建一个图形工厂类：
java
public class ShapeFactory {
public static Shape createShape(String shapeType) {
if (shapeType.equalsIgnoreCase("circle")) {
return new Circle();
} else if (shapeType.equalsIgnoreCase("rectangle")) {
return new Rectangle();
} else if (shapeType.equalsIgnoreCase("triangle")) {
return new Triangle();
} else {
return null;
}
}
}- 客户端代码可以使用工厂类来创建图形对象：
java
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Shape shape1 = ShapeFactory.createShape("circle");
shape1.draw();
Shape shape2 = ShapeFactory.createShape("rectangle");
shape2.draw();
Shape shape3 = ShapeFactory.createShape("triangle");
shape3.draw();
}
}- 策略模式示例：
- 假设我们有一个排序算法的应用程序，需要根据用户的选择使用不同的排序算法，如冒泡排序、快速排序和插入排序。我们可以使用策略模式来实现这些排序算法。
- 定义一个排序策略接口：
java
public interface SortingStrategy {
void sort(int[] array);
}- 实现具体的排序策略类：
java
public class BubbleSort implements SortingStrategy {
@Override
public void sort(int[] array) {
int n = array.length;
for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {
if (array[j] > array[j + 1]) {
// 交换元素
int temp = array[j];
array[j] = array[j + 1];
array[j + 1] = temp;
}
}
}
}
}
public class QuickSort implements SortingStrategy {
@Override
public void sort(int[] array) {
quickSort(array, 0, array.length - 1);
}
private void quickSort(int[] array, int low, int high) {
if (low < high) {
int pivotIndex = partition(array, low, high);
quickSort(array, low, pivotIndex - 1);
quickSort(array, pivotIndex + 1, high);
}
}
private int partition(int[] array, int low, int high) {
int pivot = array[high];
int i = low - 1;
for (int j = low; j < high; j++) {
if (array[j] < pivot) {
i++;
// 交换元素
int temp = array[i];
array[i] = array[j];
array[j] = temp;
}
}
// 交换元素
int temp = array[i + 1];
array[i + 1] = array[high];
array[high] = temp;
return i + 1;
}
}
public class InsertionSort implements SortingStrategy {
@Override
public void sort(int[] array) {
int n = array.length;
for (int i = 1; i < n; i++) {
int key = array[i];
int j = i - 1;
while (j >= 0 && array[j] > key) {
array[j + 1] = array[j];
j--;
}
array[j + 1] = key;
}
}
}- 创建一个环境类，用于持有排序策略对象并调用排序算法：
java
public class Sorter {
private SortingStrategy sortingStrategy;
public Sorter(SortingStrategy sortingStrategy) {
this.sortingStrategy = sortingStrategy;
}
public void setSortingStrategy(SortingStrategy sortingStrategy) {
this.sortingStrategy = sortingStrategy;
}
public void sortArray(int[] array) {
sortingStrategy.sort(array);
}
}- 客户端代码可以使用环境类来选择不同的排序策略：
java
public class Client {
public static void main(String[] args) {
int[] array1 = {5, 3, 8, 4, 2};
Sorter sorter1 = new Sorter(new BubbleSort());
sorter1.sortArray(array1);
print("Bubble Sort: ");
for (int num : array1) {
System.out.print(num + " ");
}
System.out.println();
int[] array2 = {9, 7, 6, 1, 3};
Sorter sorter2 = new Sorter(new QuickSort());
sorter2.sortArray(array2);
print("Quick Sort: ");
for (int num : array2) {
System.out.print(num + " ");
}
System.out.println();
int[] array3 = {4, 2, 7, 1, 8};
Sorter sorter3 = new Sorter(new InsertionSort());
sorter3.sortArray(array3);
print("Insertion Sort: ");
for (int num : array3) {
System.out.print(num + " ");
}
System.out.println();
}
}