简单工厂模式

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）

简单工厂模式是一种 创建型设计模式，它通过一个工厂类来根据参数创建不同类型的对象，客户端不需要知道具体的实现类。

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原理

1. 核心思想：提供一个工厂类，由它决定实例化哪个具体产品类。
2. 参与角色 ：
   • 工厂类（Factory）：包含用于创建产品对象的逻辑。
   • 产品类（Product）：所有创建对象的父类或接口。
   • 具体产品类（Concrete Product）：工厂类创建的具体对象。
   • 客户端（Client） ：通过工厂获取产品，而不直接使用 new 操作符。

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优点

1. 解耦：客户端无需直接依赖具体类，依赖于工厂和抽象产品。
2. 简单易用：实现简单，适合创建单一类型或少量产品对象。

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缺点

1. 不符合开闭原则：增加新产品时需要修改工厂代码。
2. 单一职责问题：工厂类承担了过多的职责，可能会导致代码复杂度增加。

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示例代码

场景描述

设计一个图形工厂，用于创建不同类型的图形对象（如圆形和矩形）。

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1. 定义抽象产品和具体产品

// 抽象产品：图形
public interface Shape {
    void draw();
}

// 具体产品：圆形
public class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a Circle.");
    }
}

// 具体产品：矩形
public class Rectangle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a Rectangle.");
    }
}

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2. 定义工厂类

// 工厂类
public class ShapeFactory {
    // 静态方法，根据类型创建产品
    public static Shape createShape(String type) {
        if (type == null) {
            throw new IllegalArgumentException("Type cannot be null");
        }
        switch (type.toLowerCase()) {
            case "circle":
                return new Circle();
            case "rectangle":
                return new Rectangle();
            default:
                throw new IllegalArgumentException("Unknown shape type: " + type);
        }
    }
}

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3. 客户端代码

public class SimpleFactoryExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用工厂创建产品
        Shape circle = ShapeFactory.createShape("circle");
        circle.draw(); // Output: Drawing a Circle.

        Shape rectangle = ShapeFactory.createShape("rectangle");
        rectangle.draw(); // Output: Drawing a Rectangle.

        // 如果传入未知类型，会抛出异常
        try {
            Shape unknown = ShapeFactory.createShape("triangle");
            unknown.draw();
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            System.out.println(e.getMessage()); // Output: Unknown shape type: triangle
        }
    }
}

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输出结果

Drawing a Circle.
Drawing a Rectangle.
Unknown shape type: triangle

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UML 类图

+----------------+
| ShapeFactory   |
|----------------|
| + createShape()|
+----------------+
         |
         v
+------------------+
|     Shape        |
|------------------|
| + draw()         |
+------------------+
    /         \
+---------+  +-----------+
| Circle  |  | Rectangle |
|---------|  |-----------|
| + draw()|  | + draw()  |
+---------+  +-----------+

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适用场景

1. 对象创建逻辑复杂：将创建逻辑集中到工厂中，简化客户端代码。
2. 类型有限的产品：适合创建数量较少的对象类型。
3. 客户端与产品解耦：客户端不需要知道具体类名，只需提供产品类型。

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小结

• 简单工厂模式适合创建单一产品族中的有限产品。
• 它实现简单，但扩展性差，增加新产品需要修改工厂逻辑。
• 在实际使用中，通常被视为一种过渡模式，复杂场景中可以使用 工厂方法模式 或 抽象工厂模式 进行改进。