工厂模式：简单工厂知多少？原理、示例代码、场景及优缺点？

已同步的公众号【蚂蚁博士军团】【码蚁软件】：

工厂模式：简单工厂知多少？原理、示例代码、场景及优缺点？

前言：

       工厂模式中，另一种用得很多的模式是简单工厂模式，直奔主题。

一、简单工厂原理、示例代码

       简单工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一个统一的接口来实例化一组相关或相似的对象，而无需暴露对象的创建逻辑。在简单工厂模式中，客户端通过向工厂类传递参数来获取所需的对象实例，而无需直接调用对象的构造函数。

以下是一个简单的C++源码实现：

#include 
using namespace std;

// 定义一个抽象的产品类
class Product {
public:
    virtual void use() = 0;
};

// 具体产品类A
class ConcreteProductA : public Product {
public:
    void use() override {
        cout << "Using Product A" << endl;
    }
};

// 具体产品类B
class ConcreteProductB : public Product {
public:
    void use() override {
        cout << "Using Product B" << endl;
    }
};

// 简单工厂类
class SimpleFactory {
public:
    // 根据传入的参数创建相应的产品实例
    static Product* createProduct(char productType) {
        Product* product = nullptr;
        switch (productType) {
            case 'A':
                product = new ConcreteProductA();
                break;
            case 'B':
                product = new ConcreteProductB();
                break;
            default:
                break;
        }
        return product;
    }
};

int main() {
    // 通过简单工厂创建产品实例
    Product* productA = SimpleFactory::createProduct('A');
    Product* productB = SimpleFactory::createProduct('B');

    // 使用产品实例
    productA->use();
    productB->use();

    delete productA;
    delete productB;

    return 0;
}

       在上面的示例中，我们定义了一个抽象的产品类 Product，并实现了两个具体产品类 ConcreteProductA 和 ConcreteProductB。然后，我们创建了一个简单工厂类 SimpleFactory，它包含一个静态方法 createProduct，根据传入的参数来实例化相应的产品对象。在 main 函数中，我们通过简单工厂类创建了产品实例，并调用了产品的 use 方法。

       这就是简单工厂模式的基本原理和一个简单的C++实现。这种模式可以帮助我们将对象的创建逻辑与客户端代码分离，使得客户端不需要了解具体的对象创建过程，从而提高了代码的灵活性和可维护性。

二、简单工厂结构图

简单工厂模式的结构图如下所示：

 _________________________           ________________________|          Client         |         |      SimpleFactory     ||-------------------------|         |------------------------||                         |         | + createProduct():Product* ||                         |         |------------------------|| + main()                |         |                        ||_________________________|         |________________________|        |                                     |        |                                     |        |                                     |        |                                     |        |                                     |        |                                     |        |                                     |        |                                     |        |                                     |        |                                     | _______V______________              _________V___________|                       |            |                      ||     Product           |            |    ConcreteProduct   ||-----------------------|            |----------------------|| + use(): void         |            |                      ||_______________________|            |______________________|

在上面的结构图中，我们可以看到简单工厂模式的三个主要角色：

1. Client（客户端）：客户端通过调用简单工厂类的方法来获取所需的产品实例，而无需直接实例化产品对象。

2. SimpleFactory（简单工厂）：简单工厂类包含了一个静态方法 createProduct，根据传入的参数来实例化具体的产品对象，并返回给客户端。

3. Product（抽象产品）：抽象产品类定义了产品的通用接口，具体的产品类需要实现这个接口。

4. ConcreteProduct（具体产品）：具体产品类是抽象产品的具体实现，它实现了抽象产品定义的接口。

简单工厂模式通过将对象的创建逻辑封装在工厂类中，使得客户端不需要了解具体的对象创建过程，从而降低了客户端代码和具体产品类之间的耦合度。

三、使用场景

简单工厂模式通常适用于以下场景：

1. 当一个系统只需要一个具体产品对象，而无需对产品对象进行扩展时，可以使用简单工厂模式。例如，一个简单的日志记录器，系统只需要一种日志记录方式，不需要对日志记录器进行扩展。

2. 当客户端不需要知道对象的创建过程，只需要知道如何使用对象时，可以使用简单工厂模式。简单工厂将对象的创建过程封装起来，使得客户端只需要调用工厂方法来获取所需的对象实例，而无需了解具体的创建细节。

3. 当需要对对象的创建过程进行集中管理和控制时，可以使用简单工厂模式。简单工厂可以根据需要对对象的创建过程进行调整和优化，而无需影响客户端代码。

总的来说，简单工厂模式适用于那些对象的创建过程相对简单，并且客户端不需要了解具体创建过程的情况。它能够帮助我们将对象的创建逻辑与客户端代码分离，提高了系统的灵活性和可维护性。

四：简单工厂优缺点

简单工厂模式具有以下优点：

1. 封装了对象创建过程：简单工厂模式将对象的创建过程封装在工厂类中，客户端无需了解具体的创建细节，只需要调用工厂方法来获取所需的对象实例。

2. 降低了客户端和具体产品类的耦合度：客户端只依赖于工厂类，而不依赖于具体产品类，这样在需要更换或者新增产品类的时候，对客户端代码的影响会降到最低。

3. 可以集中管理和控制对象的创建过程：简单工厂模式可以根据需要对对象的创建过程进行调整和优化，而无需影响客户端代码。

虽然简单工厂模式有诸多优点，但也存在一些缺点：

1. 工厂类职责过重：随着产品种类的增加，工厂类的职责会越来越重，违反了单一职责原则。

2. 不符合开闭原则：当需要新增产品时，需要修改工厂类的代码，违反了开闭原则，对扩展开放，对修改关闭。

3. 不易于扩展和维护：一旦需要添加新的产品，就需要修改工厂类的代码，这样会增加代码的复杂度和维护成本。

综上所述，简单工厂模式适用于对象种类较少且变化不频繁的情况，但是在产品种类较多且频繁变化的情况下，简单工厂模式的缺点会显现出来。在实际应用中，需要根据具体情况来选择是否使用简单工厂模式。