创建型模式--简单工厂模式

创建型模式–工厂模式

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创建型模式（Creational Pattern）关注对象的创建过程，是一类最常用的设计模式，在软件开发中应用非常广泛。创建型模式将对象的创建和使用分离，在使用对象时无须关心对象的创建细节，从而降低系统的耦合度，让设计方案更易于修改和扩展。每个创建型模式都通过采用不同的解决方案来回答3个问题：创建什么（What），由谁创建（Who）和何时创建（When）。

工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了创建对象的接口，而不是通过直接调用构造函数来创建对象。工厂模式主要有以下几种分类：

1. 简单工厂模式（Simple Factory Pattern）

• 定义：简单工厂模式是由一个工厂类决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单的一种。

• 实现：一个工厂类，内部包含一个静态方法，根据传入的参数决定创建哪一种具体产品的实例。

• 优点：客户端只需传入正确的参数，无需关心对象的创建过程，使用简单。

• 缺点：工厂类集中了所有实例的创建逻辑，违反了单一职责原则，当需要增加新产品时，需要修改工厂类，违背了开闭原则。

2. 工厂方法模式（Factory Method Pattern）

• 定义：工厂方法模式定义了一个创建对象的接口，但由子类决定要实例化的类是哪一个。工厂方法模式让类的实例化推迟到子类。
• 实现：创建一个抽象的工厂类，定义一个创建对象的抽象方法，由具体的子类实现该方法来创建具体的对象。
• 优点：符合开闭原则，当有新产品时，只需增加相应的具体产品类和具体工厂类即可，不需要修改现有代码。
• 缺点：每增加一个产品类，就需要增加一个相应的工厂类，增加了系统的复杂性。

3. 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）

• 定义：抽象工厂模式提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。
• 实现：创建一个抽象工厂类，包含多个创建不同产品的方法，由具体工厂类实现这些方法以创建具体的产品。
• 优点：可以创建一系列相关的对象，保证了产品的一致性。符合开闭原则。
• 缺点：当需要增加新的产品系列时，需要修改抽象工厂接口和所有的具体工厂类，增加了系统的复杂性。

集中式工厂–简单工厂模式

简单工厂模式并不属于GoF 23个经典设计模式，但通常将它作为学习其他工厂模式的基础，它的设计思想很简单，其基本流程如下：

首先将需要创建的各种不同对象（例如各种不同的Chart对象）的相关代码封装到不同的类中，这些类称为具体产品类，而将它们公共的代码进行抽象和提取后封装在一个抽象产品类中，每一个具体产品类都是抽象产品类的子类。然后提供一个工厂类用于创建各种产品，在工厂类中提供一个创建产品的工厂方法，该方法可以根据所传入的参数不同创建不同的具体产品对象。客户端只需调用工厂类的工厂方法并传入相应的参数即可得到一个产品对象。

定义

简单工厂模式定义如下：

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）：定义一个工厂类，它可以根据参数的不同返回不同类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。因为在简单工厂模式中用于创建实例的方法是静态（static）方法，因此简单工厂模式又被称为静态工厂方法（Static Factory Method）模式，它属于类创建型模式。

简单工厂模式的要点在于：当你需要什么，只需要传入一个正确的参数，就可以获取你所需要的对象，而无须知道其创建细节。

简单工厂模式结构比较简单，如图所示，其核心是工厂类的设计。

从图可以看出，在简单工厂模式结构图中包含以下3个角色。

• Factory（工厂角色）：即工厂类，它是简单工厂模式的核心，负责实现创建所有产品实例的内部逻辑。工厂类可以被外界直接调用，创建所需的产品对象。在工厂类中提供了静态的工厂方法factoryMethod（），它的返回类型为抽象产品类型Product。
• Product（抽象产品角色）：它是工厂类所创建的所有对象的父类，封装了各种产品对象的公有方法。抽象产品的引入将提高系统的灵活性，使得在工厂类中只需定义一个通用的工厂方法，因为所有创建的具体产品对象都是其子类对象。
• ConcreteProduct（具体产品角色）：它是简单工厂模式的创建目标，所有被创建的对象都充当这个角色的某个具体类的实例。每个具体产品角色都继承了抽象产品角色，需要实现在抽象产品中声明的抽象方法。

在简单工厂模式中，客户端通过工厂类来创建一个产品类的实例，而无须直接使用new关键字来创建对象，它是工厂模式家族中最简单的一员。

在使用简单工厂模式时，首先需要对产品类进行重构，不能设计一个包罗万象的产品类，而需根据实际情况设计一个产品层次结构。将所有产品类公共的代码移至抽象产品类，并在抽象产品类中声明一些抽象方法，以供不同的具体产品类来实现。

典型的抽象产品类代码如下：

在具体产品类中实现了抽象产品类中声明的抽象业务方法，不同的具体产品类可以提供不同的实现。

典型的具体产品类代码如下：

简单工厂模式的核心是工厂类。在没有工厂类之前，客户端一般会使用new关键字来直接创建产品对象，而在引入工厂类之后，客户端可以通过工厂类来创建产品。在简单工厂模式中，工厂类提供了一个静态工厂方法供客户端使用，根据所传入的参数不同可以创建不同的产品对象。

典型的工厂类代码如下：

在客户端代码中，通过调用工厂类的工厂方法即可得到产品对象，

典型代码如下：

简单工厂模式提供了专门的工厂类用于创建对象，将对象的创建和对象的使用分离开，它作为一种最简单的工厂模式在软件开发中得到了较为广泛的应用。

在以下情况下可以考虑使用简单工厂模式：

• 工厂类负责创建的对象比较少。由于创建的对象较少，不会造成工厂方法中的业务逻辑太过复杂。
• 客户端只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象并不关心。