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 {
@Override
public double getResult(double numberA, double numberB) {
return numberA + numberB;
}
}
class SubOperation implements Operation {
@Override
public 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：
工厂类负责创建的对象比较少，创建逻辑不复杂。
客户端只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象的逻辑不关心。
当你想封装对象的创建过程，并对外提供一个统一的创建入口时。
与工厂方法模式的区别：
简单工厂模式： 一个工厂类负责创建所有类型的产品。通常使用静态方法。
工厂方法模式： 定义一个用于创建对象的接口（工厂接口），让子类决定实例化哪一个类（具体工厂类创建具体产品）。每个具体产品都有一个对应的具体工厂。这更符合开闭原则。
简单工厂模式可以看作是工厂方法模式的一个简化，当产品种类不多且不经常变化时，它是一个不错的选择。如果系统需要高度的灵活性和可扩展性，工厂方法模式或抽象工厂模式可能更合适。