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【设计模式-简单工厂】

article 2024/10/18 9:54:17

定义

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）是一种创建型设计模式，用于通过一个工厂类来创建某个产品类的实例，而不直接在客户端（调用方）中实例化对象。

这种模式的主要思想是将对象的创建逻辑集中在一个地方，客户端只需要知道工厂提供的接口或方法，而无需关心具体产品类的实现细节。

组成

工厂类（Factory）：负责创建产品对象。工厂类包含一个方法，根据传入的参数来决定返回哪一个具体的产品类实例。
产品类（Product）：产品类是所有对象的父类或接口，定义了所有产品的公共接口或抽象类。
具体产品类（ConcreteProduct）：这些类是工厂类创建的实际对象，每个具体产品类实现了产品类定义的接口或继承了产品的抽象类。

简单工厂模式通常不是一个真正意义上的设计模式，而是一个编程技巧，因此它有时也被称为静态工厂方法模式。

代码

假设我们有一个场景，创建不同种类的汽车（Car）对象。通过简单工厂模式，我们可以定义一个工厂类，根据需要创建不同品牌的汽车对象。

// 产品接口（抽象产品类）
interface Car {
    void drive();
}

// 具体产品类：宝马汽车
class BMW implements Car {
    @Override
    public void drive() {
        System.out.println("Driving a BMW.");
    }
}

// 具体产品类：奔驰汽车
class Benz implements Car {
    @Override
    public void drive() {
        System.out.println("Driving a Benz.");
    }
}

// 具体产品类：奥迪汽车
class Audi implements Car {
    @Override
    public void drive() {
        System.out.println("Driving an Audi.");
    }
}

// 简单工厂类
class CarFactory {
    public static Car createCar(String type) {
        switch (type) {
            case "BMW":
                return new BMW();
            case "Benz":
                return new Benz();
            case "Audi":
                return new Audi();
            default:
                throw new IllegalArgumentException("Unknown car type.");
        }
    }
}

// 客户端代码
public class SimpleFactoryExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用工厂类创建不同的汽车
        Car bmw = CarFactory.createCar("BMW");
        bmw.drive();

        Car benz = CarFactory.createCar("Benz");
        benz.drive();

        Car audi = CarFactory.createCar("Audi");
        audi.drive();
    }
}

代码说明：

Car 是产品接口，定义了所有汽车类需要实现的 drive() 方法。
BMW、Benz 和 Audi 是实现了 Car 接口的具体产品类。
CarFactory 是简单工厂类，它通过 createCar 方法根据传入的汽车类型（type）来返回具体的产品对象。
在 SimpleFactoryExample 类中，客户端通过 CarFactory.createCar() 方法来创建不同类型的汽车对象，并调用它们的 drive() 方法。

优点

集中管理对象创建：对象的创建逻辑集中在工厂类中，减少了客户端的复杂性。客户端只需要知道如何调用工厂方法，而不需要知道具体的产品类如何创建。
减少代码重复：如果有多个地方需要创建相似的对象，工厂方法可以减少代码重复，确保对象创建的一致性。
遵循单一职责原则：工厂类专注于对象的创建，客户端专注于业务逻辑，职责分离，代码更清晰。

缺点

不易扩展：如果需要添加新的产品类（比如新增一种汽车类型），就需要修改工厂类的代码，这违反了开闭原则（Open-Closed Principle）。开闭原则要求对扩展开放，对修改关闭。
产品类别有限制：简单工厂适合产品种类较少的场景。如果产品种类太多，工厂类可能会变得臃肿，包含大量 switch-case 或 if-else 语句，导致代码可读性和维护性降低。
职责过重：随着产品种类的增加，工厂类可能承担过多职责，成为系统中的“上帝类”，这违背了设计中的单一职责原则。

场景

产品种类较少：当需要创建的对象种类较少时，简单工厂模式是一个不错的选择，因为它的实现简单直观。
客户端不关心产品的创建过程：如果客户端不关心对象如何被创建，只关心如何使用对象，那么可以使用简单工厂模式将对象的创建逻辑封装在工厂类中。
需要避免代码重复：在系统的多个地方需要创建相似的对象时，工厂方法可以帮助减少代码重复，维护一致性。

简单工厂 vs 工厂方法模式 vs 抽象工厂模式

简单工厂模式：所有的对象创建都在一个工厂类中实现，通过传入参数来决定创建哪种产品类。这种模式适合简单的场景。
工厂方法模式：通过定义一个工厂接口，并为每个产品类提供一个具体的工厂类来创建对应的产品。工厂方法模式符合开闭原则，增加新的产品时无需修改已有工厂类，只需新增对应的工厂类即可。
抽象工厂模式：用于创建一系列相关的对象。抽象工厂模式为创建一组相关或相互依赖的对象提供了一个接口，而无需指定它们的具体类。