设计模式——工厂模式（Factory）

工厂模式（Factory Pattern）是一种常用的设计模式，它提供了一种封装创建对象过程的方法。通过工厂方法或工厂类，你可以将对象的创建与使用分离，使得代码更加灵活和可维护。工厂模式主要分为三种类型：简单工厂模式（Simple Factory Pattern）、工厂方法模式（Factory Method Pattern）和抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）。

1. 简单工厂模式（Simple Factory Pattern）

简单工厂模式也称为静态工厂方法模式，它不属于GOF（四人帮）的23种设计模式之一，但在实际应用中非常常见。它由一个工厂类根据传入的参数决定创建哪一种产品类的实例。

优点：

• 客户端不需要直接实例化对象，降低了耦合度。
• 提高了代码的复用性和可维护性。

缺点：

• 工厂类集中了所有产品创建逻辑，违反了高内聚原则。
• 当添加新产品时，需要修改工厂类的代码，违反了开闭原则。

示例代码（Java）：

// 产品接口
public interface Product {void use();
}// 具体产品A
public class ProductA implements Product {@Overridepublic void use() {System.out.println("使用产品A");}
}// 具体产品B
public class ProductB implements Product {@Overridepublic void use() {System.out.println("使用产品B");}
}// 工厂类
public class SimpleFactory {public static Product createProduct(String type) {if ("A".equals(type)) {return new ProductA();} else if ("B".equals(type)) {return new ProductB();} else {return null;}}
}// 客户端代码
public class Client {public static void main(String[] args) {Product productA = SimpleFactory.createProduct("A");productA.use();Product productB = SimpleFactory.createProduct("B");productB.use();}
}

2. 工厂方法模式（Factory Method Pattern）

工厂方法模式定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。

优点：

• 客户端不需要知道它所使用的对象的类。
• 一个类仅负责一种产品或一个产品族系的创建。
• 将对象的创建与使用解耦。

缺点：

• 系统中类的个数将成对增加，在一定程度上增加了系统的复杂性。

示例代码（Java）：

// 抽象产品接口
public interface Product {void use();
}// 具体产品A
public class ProductA implements Product {@Overridepublic void use() {System.out.println("使用产品A");}
}// 具体产品B
public class ProductB implements Product {@Overridepublic void use() {System.out.println("使用产品B");}
}// 抽象工厂接口
public interface Creator {Product createProduct();
}// 具体工厂A
public class CreatorA implements Creator {@Overridepublic Product createProduct() {return new ProductA();}
}// 具体工厂B
public class CreatorB implements Creator {@Overridepublic Product createProduct() {return new ProductB();}
}// 客户端代码
public class Client {public static void main(String[] args) {Creator creatorA = new CreatorA();Product productA = creatorA.createProduct();productA.use();Creator creatorB = new CreatorB();Product productB = creatorB.createProduct();productB.use();}
}

3. 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）

抽象工厂模式提供一个接口，用于创建相关或依赖对象的家族，而不需要明确指定具体类。

优点：

• 可以在不知道具体类名的情况下，创建一系列相互关联或相互依赖的产品对象。
• 增加了系统的灵活性和可扩展性。

缺点：

• 产品族扩展困难：假设要增加一个新的产品C，那么就需要修改所有的工厂类，添加相应的方法。
• 系统复杂性提高：由于使用到了多个工厂等级结构，使得系统的抽象性和复杂性提高。

示例代码（Java）：

（由于抽象工厂模式较为复杂，暂不提供）