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简单工厂模式创建型模式(非GoF经典设计模式)

news 2025/7/17 7:14:31

简单工厂模式是属于创建型模式，也因为工厂中的方法一般设置为静态，又叫做静态工厂方法（Static Factory Method）模式，但不属于23种GOF设计模式之一。简单工厂模式是由一个工厂对象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实用的模式，可以理解为是不同工厂模式的一个特殊实现。

1.示例代码解读

//简单工厂模式工厂代码
#include <iostream>
using namespace std;//抽象产品
class AbstractProduct
{
public:virtual ~AbstractProduct() {}virtual void Operation() = 0;
};class SimpleFactory
{
public:static AbstractProduct* CreateProduct(const std::string& type);
};int main()
{AbstractProduct* productA = SimpleFactory::CreateProduct("A");productA->Operation();AbstractProduct* productB = SimpleFactory::CreateProduct("B");productB->Operation();delete productA;delete productB;return 0;
}

1.1 核心函数

设计模式只是我们总结的一种方法论，我想强调的是，设计模式仅仅是我们做事情的方法或者说是套路，而我们应用它的目的是为了解决我们的问题本身。先不要觉得的思路有点儿莫名其妙，我先请大家回答一个问题，在上述的代码里，真正的核心是哪一个函数？或者说与业务最相关的是哪个函数？ 没错，是Operation()，就是这个函数。

我们搞了那么多套路，那么多设计模式，无非就是为了调用Operation()函数，完成我们想要完成的工作不是么？比如Opertion()函数是用来读某一种格式的文件的。但是我再问大家一个问题，你在使用这个函数的时候，你需要关心它具体是怎么做的么？比如它读一个txt，你会关心它具体怎么去解析这个问题的内容么？往往不会对么，除非你是负责做文件解析的，但是在使用这段代码的时候，当时的角色一定不是为了做文件解析本身，而是想要拿到文件解析的成果。而事实上，大多数情况下，你根本是拿不到Operation()实现的具体代码细节。就比如上述的代码，你只看到了这个函数接口，而拿不到函数实现。

1.2 迪米特法则

大家发现没有，我们最关心的Operation()，我们既不知道它具体是怎么实现的(但是我们当然得知道它用来做什么，这个一般会写上接口说明，如果你连这个函数的作用都不知道，你还用个der)。事实上，我们连具体是什么类型的对象的函数也不知道(我们只知道它的抽象类)。看到没，这样一种封装是不是做的很漂亮很极致，不该知道的你都不知道，都被完美的封装起来了。这就是迪米特法则，又称最少知道原则(Demeter Principle)。也就是说，你只需要知道你需要选择创建什么样的类型的“产品”，来执行你的操作就好了。还是用解析文件的例子，比如你需要解析的文件是txt格式的，那你就选择解析txt格式的“产品”，如果你需要解析“jpg”格式的产品你就设置对应的类型即可。创建完对应的类型，直接调用Operation()函数，即可完成工作，是不是非常的无脑简单。

1.3 扩展问题

这个时候聪明的同学就会问了，如果我想解析一种新的文件格式咋整。好，那就要涉及到需要增加新“产品”的问题了。这个时候你就需要请做这个工厂模式文件解析库的同学来帮忙了。我们来看看他在扩展这个需求的时候需要做什么工作。这里我们需要把全部的核心的简单工厂模式代码打开来看。

//简单工厂模式工厂代码
#include <iostream>
using namespace std;//抽象产品
class AbstractProduct
{
public:virtual ~AbstractProduct() {}virtual void Operation() = 0;
};class SimpleFactory
{
public:static AbstractProduct* CreateProduct(const std::string& type);
};int main()
{AbstractProduct* productA = SimpleFactory::CreateProduct("A");productA->Operation();AbstractProduct* productB = SimpleFactory::CreateProduct("B");productB->Operation();delete productA;delete productB;return 0;
}//具体产品
class ProductA : public AbstractProduct
{
public:void Operation() {cout << "ProductA" << endl;}
};//具体产品B
class ProductB : public AbstractProduct {
public:void Operation() {cout << "ProductB" << endl;}
};AbstractProduct* SimpleFactory::CreateProduct(const std::string& type){if (type == "A")return new ProductA();else if (type == "B")return new ProductB();elsereturn nullptr;}

这里我偷了个懒，没有把声明和实现分开放在.h和.cpp文件里，大家知道就行。大家可以看到,main函数之下的代码就是具体的实现代码了。我们在第一份代码里，看到有A,B两个产品。现在我们需要增加C产品。我们要改两个地方：

需要再派生一个具体的产品类C，且实现Opertion()函数的具体功能。
工厂的CreateProduc函数需要做新增的判断。

最后我们的这个简单工厂模块需要重新编译(一般都是以链接库的方式提供给其他人调用)。到此位置我们代码解读部分就完成了。

2.组成结构

简单工厂模式包含以下几个主要组成部分：

Factory(简单工厂):核心部分，负责实现创建所有产品的内部逻辑，工厂类可以被外界直接调用，创建所需对象。
Product(抽象类产品)：工厂类所创建的所有对象的父类，封装了产品对象的公共方法，所有的具体产品为其子类对象。
ConcreteProduct(具体产品)：简单工厂模式的创建目标，所有被创建的对象都是某个具体类的实例。它要实现抽象产品中声明的抽象方法(有关抽象类)。

3.工作流程

简单工厂模式的工作流程如下：

客户端通过调用工厂类的方法来请求一个产品对象。
工厂类根据客户端的请求，决定实例化哪个具体产品对象。
工厂类实例化具体产品对象，并将其返回给客户端。
客户端通过产品接口操作具体产品对象。

3.优缺点

2.1 优点

工厂类含有必要的判断逻辑，可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例，客户端可以免除直接创建产品对象的责任，而仅仅“消费”产品；简单工厂模式通过这种做法实现了对责任的分割，它提供了专门的工厂类用于创建对象。
客户端无须知道所创建的具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的参数即可，对于一些复杂的类名，通过简单工厂模式可以减少使用者的记忆量。
通过引入配置文件，可以在不修改任何客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类，在一定程度上提高了系统的灵活性。

总结：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需知道其创建对象的细节

2.2 缺点

由于工厂类集中了所有产品创建逻辑，一旦不能正常工作，整个系统都要受到影响。
使用简单工厂模式将会增加系统中类的个数，在一定程序上增加了系统的复杂度和理解难度。
系统扩展困难，一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑，在产品类型较多时，有可能造成工厂逻辑过于复杂，不利于系统的扩展和维护。
简单工厂模式由于使用了静态工厂方法，造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。

总结：扩展性差，当增加新的产品需要修改工厂类的判断逻辑，违背开闭原则，如我想要买一个华为手机的话，除了新增华为手机这个产品类，还需要修改工厂中的逻辑

4.应用场景

创建型模式：简单工厂模式是一种创建型模式，它的主要目的是为了实现解耦，将对象的创建和使用分开，即应用程序将对象的创建和初始化职责交给工厂对象。通过简单工厂，实现了调用类和具体实现类的解耦，使用者不需要知道具体的创建过程，只需要使用即可。
封装具体实现：如果想要完全封装隔离具体实现，让外部只能通过接口来操作封装类，那么可以选择简单工厂模式。通过简单工厂，可以将对外创建对象的职责集中管理和控制。
降低代码重复：如果对象B的创建过程比较复杂，并且很多地方都用到了，那么很可能出现很多重复的代码。通过统一将创建对象B的代码放到工厂里面统一管理，可以减少代码的重复率，同时也方便维护。
处理子类：当类本身有很多子类，并且经常性发生变化时，可以使用简单工厂模式。

5.引用

设计模式简单学——简单工厂模式 (baidu.com)