设计模式学习（二）工厂模式——简单工厂模式

前言

工厂模式是一种常用的设计模式，属于创建型模式之一。它的主要目的是为了解耦组件之间的依赖关系。通过使用工厂模式，系统中的具体类的实例化过程可以被抽象出来，从而使得系统更加模块化，增强了系统的可维护性和可扩展性。

工厂模式可以分为三种类型：简单工厂模式，工厂方法模式和抽象工厂模式。本文先讨论简单工厂模式。

简单工厂模式

简介

简单工厂模式是工厂模式中的一个便捷实现，是通过一个单一的静态方法来创建不同类型的对象，根据传入参数的不同，可以返回不同类的实例。

示例

抽象相机类（接口类）：CameraDevice
具体相机类：BaslerCameraDevice，SickCameraDevice，HuarayCameraDevice

简单工厂类：CameraDeviceFactory

UML类图如下：

代码如下：

class CameraDevice
{
public:CameraDevice();virtual ~CameraDevice() = 0;virtual bool Init();virtual bool OpenDevice() = 0;
};class BaslerCameraDevice : public CameraDevice
{
public:~BaslerCameraDevice() override;bool Init() override;bool OpenDevice() override;
};class HuarayCameraDevice : public CameraDevice
{
public:~HuarayCameraDevice() override;bool Init() override;bool OpenDevice() override;
};class SickCameraDevice : public CameraDevice
{
public:~SickCameraDevice() override;bool Init() override;bool OpenDevice() override;
};class CameraDeviceFactory {
public:enum CameraType{BASLER,HUARAY,SICK};static std::shared_ptr<CameraDevice> CreateCamera(CameraType type) {switch (type) {case BASLER:return std::make_shared<BaslerCameraDevice>();case HUARAY:return std::make_shared<HuarayCameraDevice>();case SICK:return std::make_shared<SickCameraDevice>();default:return nullptr;}}
};int main()
{CameraDeviceFactory::CameraType type = CameraDeviceFactory::BASLER;std::shared_ptr<CameraDevice> camera = CameraDeviceFactory::CreateCamera(type);return 0;	
}

优点

• 调用简单：将对象的创建逻辑集中到了简单工厂类中，客户端只需要与工厂类进行交互，而无需关注具体对象的创建过程，降低了客户端代码的复杂性。
• 解耦：客户端代码与具体对象解耦，可以通过工厂类创建不同的对象，而无需修改客户端代码，提高了代码的灵活性和可扩展性。

缺点

• 违反开闭原则：对于每个新增的具体产品，都需要修改工厂类的创建逻辑，违反了开闭原则。
• 扩展困难：若产品创建的过程复杂，当产品种类增多可能导致工厂类的代码过于臃肿，不宜与扩展和维护。

使用场景

• 产品类型相对固定：当系统中的对象种类不多且不经常变化时，使用简单工厂模式非常合适。因为在这种情况下，向工厂类添加新的产品类型并不频繁，也就不会经常违反开闭原则。
• 隐藏对象创建细节：当客户端只是需要产品的接口而不关心具体实现时，简单工厂可以隐藏对象的创建细节，客户端只需通过工厂接口请求其需要的对象即可，而无需关心对象是如何被创建、组装的。
• 对象创建过程简单：当需要创建的对象逻辑比较简单，不涉及复杂的条件判断或算法时，可以使用简单工厂模式