设计模式 - 简单工厂模式

一、基本概念

二、组成部分

三、举例说明

[3.1 定义产品接口](#3.1 定义产品接口)

[3.2 定义具体产品类](#3.2 定义具体产品类)

[3.3 定义工厂类](#3.3 定义工厂类)

[3.4 客户端代码](#3.4 客户端代码)

四、优缺点

[4.1 优点](#4.1 优点)

[4.2 缺点](#4.2 缺点)

五、总结

[5.1 适用场景](#5.1 适用场景)

[5.2 不适用场景](#5.2 不适用场景)

[5.3 替代模式](#5.3 替代模式)

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）虽然不是 GoF 设计模式的一部分，但在实际开发中非常常见。简单工厂模式主要用于创建对象，它提供了一个静态方法来创建对象，而不是使用构造函数或工厂方法。简单工厂模式的主要目的是隐藏对象创建的细节，使客户端代码不必关心具体的创建逻辑。

一、基本概念

简单工厂模式的核心思想是定义一个工厂类，这个工厂类负责创建各种不同的产品对象。客户端通过调用工厂类的一个静态方法来获取所需的产品对象，而不需要知道产品的具体创建细节。

二、组成部分

工厂类（Factory）：负责创建产品对象。
产品接口或抽象类（Product）：定义了产品对象应该实现的方法。
具体产品类（Concrete Products）：实现了产品接口或继承自抽象类，代表具体的对象。

三、举例说明

假设我们需要创建不同类型的披萨（Pizza），并且我们希望有一个工厂类来负责创建这些披萨。

3.1 定义产品接口

java 复制代码

public interface Pizza {
    void prepare();
    void bake();
    void cut();
    void box();
}

3.2 定义具体产品类

java 复制代码

public class CheesePizza implements Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("Preparing Cheese Pizza");
    }

    @Override
    public void bake() {
        System.out.println("Baking Cheese Pizza");
    }

    @Override
    public void cut() {
        System.out.println("Cutting Cheese Pizza");
    }

    @Override
    public void box() {
        System.out.println("Boxing Cheese Pizza");
    }
}

java 复制代码

public class PepperoniPizza implements Pizza {
    @Override
    public void prepare() {
        System.out.println("Preparing Pepperoni Pizza");
    }

    @Override
    public void bake() {
        System.out.println("Baking Pepperoni Pizza");
    }

    @Override
    public void cut() {
        System.out.println("Cutting Pepperoni Pizza");
    }

    @Override
    public void box() {
        System.out.println("Boxing Pepperoni Pizza");
    }
}

3.3 定义工厂类

java 复制代码

public class SimplePizzaFactory {
    public Pizza createPizza(String type) {
        Pizza pizza = null;
        switch (type.toLowerCase()) {
            case "cheese":
                pizza = new CheesePizza();
                break;
            case "pepperoni":
                pizza = new PepperoniPizza();
                break;
            default:
                throw new IllegalArgumentException("Unknown pizza type: " + type);
        }
        return pizza;
    }
}

3.4 客户端代码

java 复制代码

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        SimplePizzaFactory factory = new SimplePizzaFactory();
        Pizza cheesePizza = factory.createPizza("cheese");
        cheesePizza.prepare();
        cheesePizza.bake();
        cheesePizza.cut();
        cheesePizza.box();

        Pizza pepperoniPizza = factory.createPizza("pepperoni");
        pepperoniPizza.prepare();
        pepperoniPizza.bake();
        pepperoniPizza.cut();
        pepperoniPizza.box();
    }
}

四、优缺点

4.1 优点

封装性好：客户端不需要关心产品的创建细节，只需要知道如何使用产品。
易于扩展：当需要增加新的产品时，只需要修改工厂类，而不需要修改客户端代码。
符合开闭原则：对扩展开放，对修改关闭。

4.2 缺点

违反开闭原则：当需要增加新产品时，工厂类的代码需要修改。
类的静态方法不易扩展：如果工厂类变得庞大，难以维护。
单个工厂类包含太多逻辑：可能导致工厂类过于复杂。

五、总结

简单工厂模式通过将对象的创建逻辑封装在一个静态工厂方法中，简化了客户端代码。然而，随着产品的增加，工厂类可能会变得庞大，难以管理和维护。此外，当需要添加新的产品时，需要修改工厂类，这违反了开闭原则。

在实际应用中，可以根据项目的具体需求选择是否使用简单工厂模式。如果产品的类型相对固定，并且未来扩展的可能性较小，那么简单工厂模式是一个不错的选择。如果产品类型可能会频繁变动，那么可以考虑使用其他的创建型模式，如工厂方法模式或抽象工厂模式。

5.1 适用场景

产品种类有限：

如果产品种类相对较少且稳定，未来扩展的可能性不大，那么可以使用简单工厂模式。这样可以避免工厂类变得过于庞大。
静态方法适合场景：

如果创建的产品对象不需要复杂的创建逻辑，并且创建过程可以很好地封装在一个静态方法中，那么简单工厂模式是一个合适的选择。
减少客户端代码复杂性：

如果客户端代码需要频繁地创建产品对象，并且这些对象的创建过程需要一定的逻辑处理，那么简单工厂模式可以帮助隐藏这些逻辑，简化客户端代码。
中央控制点：

如果希望有一个中央控制点来统一管理所有产品的创建，那么简单工厂模式可以提供这样的功能。

5.2 不适用场景

产品种类经常变动：

如果产品种类在未来可能会频繁增加或删除，那么使用简单工厂模式会导致工厂类频繁修改，不利于维护。此时更适合使用工厂方法模式或抽象工厂模式。
工厂类过于庞大：

如果工厂类已经包含了大量的产品创建逻辑，那么继续在同一个类中增加更多的产品可能会导致类过于复杂，难以理解和维护。此时应该考虑重构工厂类或使用其他模式。
需要支持子类扩展：

如果希望子类能够扩展或覆盖产品的创建逻辑，那么简单工厂模式可能不是一个好的选择，因为它的静态方法不容易被继承或覆盖。这时可以考虑使用工厂方法模式。

5.3 替代模式

工厂方法模式：

如果需要支持子类扩展产品的创建逻辑，或者产品种类可能会增加，那么工厂方法模式是一个更好的选择。它允许子类通过继承来扩展产品的创建逻辑。
抽象工厂模式：

如果需要创建一系列相关的产品族，并且这些产品族之间存在依赖关系，那么抽象工厂模式更为合适。它可以创建一组相关的产品对象，而不需要指定它们的具体类。
建造者模式：

如果产品的创建过程非常复杂，涉及到多个步骤，并且这些步骤可能会发生变化，那么建造者模式可以更好地应对这种情况。