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设计模式-简单工厂模式

news 来源：原创 2025/6/10 2:33:04

简单工厂模式

什么是简单工厂模式？

简单工厂模式是一种创建型设计模式，它不属于 GoF（四人帮）的 23 种经典设计模式，但通常被认为是工厂方法模式的一种特殊实现或简化版本。

它的核心思想是：定义一个工厂类，该工厂类根据传入的参数来动态决定创建哪一种产品的实例。 客户端不需要知道具体产品的创建过程，只需要向工厂请求所需的产品即可。

简单来说，它就像一个专门负责生产不同类型产品的“小作坊”。你告诉小作坊你需要什么（通过参数），小作坊就给你生产对应的产品。

主要角色：

工厂类 (Factory):
- 核心角色，负责实现创建所有产品实例的内部逻辑。
- 通常包含一个静态方法（所以也常被称为静态工厂方法模式），该方法根据传入的参数（如字符串、枚举、数字等）来判断应该创建哪个具体产品类的实例。
- 返回一个抽象产品类型或接口。
抽象产品 (Abstract Product):
- 定义了所有具体产品共有的接口或抽象类。
- 工厂类创建的产品实例都将向上转型为这个抽象产品类型。
具体产品 (Concrete Product):
- 实现了抽象产品接口或继承了抽象产品类的具体类。
- 每个具体产品类代表一种特定类型的产品，是工厂类创建的目标。

工作流程：

客户端需要一个产品。
客户端调用工厂类的静态创建方法，并传入一个参数来指定需要的产品类型。
工厂类根据传入的参数，使用 if-else 或 switch-case 等条件判断语句，实例化一个具体的产类对象。
工厂类将创建好的具体产品实例向上转型为其抽象产品类型，并返回给客户端。
客户端通过抽象产品接口来使用该产品，而无需关心其具体实现。

代码示例 (Java):

假设我们要创建一个简单的计算器，可以进行加法和减法运算。

// 1. 抽象产品 (Operation)
interface Operation {double getResult(double numberA, double numberB);
}

// 2. 具体产品 (AddOperation, SubOperation)
class AddOperation implements Operation {@Overridepublic double getResult(double numberA, double numberB) {return numberA + numberB;}
}

class SubOperation implements Operation {@Overridepublic double getResult(double numberA, double numberB) {return numberA - numberB;}
}

// 3. 工厂类 (OperationFactory)
class OperationFactory {// 静态工厂方法public static Operation createOperation(String operate) {Operation operation = null;switch (operate) {case "+":operation = new AddOperation();break;case "-":operation = new SubOperation();break;// 可以扩展更多操作，如 "*", "/"// case "*"://     operation = new MulOperation();//     break;default:throw new IllegalArgumentException("Unsupported operation: " + operate);}return operation;}
}

// 客户端使用
public class Client {public static void main(String[] args) {double numA = 10;double numB = 5;
// 需要加法运算Operation addOp = OperationFactory.createOperation("+");System.out.println(numA + " + " + numB + " = " + addOp.getResult(numA, numB)); // 输出: 10.0 + 5.0 = 15.0
// 需要减法运算Operation subOp = OperationFactory.createOperation("-");System.out.println(numA + " - " + numB + " = " + subOp.getResult(numA, numB)); // 输出: 10.0 - 5.0 = 5.0
// 尝试一个不支持的操作try {Operation divOp = OperationFactory.createOperation("/");System.out.println(numA + " / " + numB + " = " + divOp.getResult(numA, numB));} catch (IllegalArgumentException e) {System.err.println(e.getMessage()); // 输出: Unsupported operation: /}}
}

优点：

封装了对象的创建过程： 客户端不需要知道具体产品是如何创建的，只需要知道如何从工厂获取产品。这使得客户端代码更简洁，与具体产品的实现解耦。
易于理解和实现： 结构简单，代码量少，容易上手。
客户端代码与具体产品解耦： 客户端只依赖于抽象产品和工厂类，不依赖于具体产品类。当需要替换或增加新的具体产品时，客户端代码通常不需要修改。

缺点：

工厂类职责过重： 所有的产品创建逻辑都集中在一个工厂类中。当产品种类非常多时，工厂类的代码会变得非常庞大和复杂，难以维护。
违反开闭原则 (Open-Closed Principle): 当需要增加新的产品时，通常需要修改工厂类的代码（例如在 switch-case 中增加新的分支）。这意味着工厂类对扩展是关闭的，对修改是开放的。
不支持继承： 工厂方法通常是静态的，因此工厂类不能被继承来改变创建行为（这与工厂方法模式不同）。

适用场景：