设计模式 三种工厂模式（Factory）

三种工厂模式

工厂模式可以分为三类：

• 简单工厂模式（Simple Factory）
• 工厂方法模式（Factory Method）
• 抽象工厂模式（Abstract Factory）

这三种模式从上到下逐步抽象，并且更具一般性。
GOF在《设计模式》一书中将工厂模式分为两类：工厂方法模式（Factory Method）与抽象工厂模式（Abstract Factory）。将简单工厂模式（Simple Factory）看为工厂方法模式的一种特例，两者归为一类。
这三种工厂模式在设计模式的分类中都属于创建型模式。

创建型模式(Creational Pattern)对类的实例化过程进行了抽象，能够将软件模块中对象的创建和对象的使用分离。为了使软件的结构更加清晰，外界对于这些对象只需要知道它们共同的接口，而不清楚其具体的实现细节，使整个系统的设计更加符合单一职责原则。

创建型模式在创建什么(What)，由谁创建(Who)，何时创建(When)等方面都为软件设计者提供了尽可能大的灵活性。

创建型模式隐藏了类的实例的创建细节，通过隐藏对象如何被创建和组合在一起达到使整个系统独立的目的。

工厂模式是创建型模式中比较重要的。工厂模式的主要功能就是帮助我们实例化对象的。之所以名字中包含工厂模式四个字，是因为对象的实例化过程是通过工厂实现的，是用工厂代替new操作的。

这样做的好处是封装了对象的实例化细节，尤其是对于实例化较复杂或者对象的生命周期应该集中管理的情况。会给你系统带来更大的可扩展性和尽量少的修改量。

接下来我们分别介绍下这三种工厂模式。

简单工厂模式
简单工厂模式又叫做静态工厂方法（Static Factory Method）模式。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。

简单工厂模式总结

工厂类是整个简单工厂模式的关键。包含了必要的逻辑判断，根据外界给定的信息，决定究竟应该创建哪个具体类的对象。通过使用工厂类，外界可以从直接创建具体产品对象的尴尬局面摆脱出来，仅仅需要负责“消费”对象就可以了。而不必管这些对象究竟如何创建及如何组织的。明确了各自的职责和权利，有利于整个软件体系结构的优化。

但是由于工厂类集中了所有实例的创建逻辑，违反了高内聚责任分配原则，将全部创建逻辑集中到了一个工厂类中；它所能创建的类只能是事先考虑到的，如果需要添加新的类，则就需要改变工厂类了。

当系统中的具体产品类不断增多时候，可能会出现要求工厂类根据不同条件创建不同实例的需求．这种对条件的判断和对具体产品类型的判断交错在一起，很难避免模块功能的蔓延，对系统的维护和扩展非常不利；

这些缺点在工厂方法模式中得到了一定的解决。

 

工厂方法模式

工厂方法模式(Factory Method Pattern)又称为工厂模式，也叫虚拟构造器(Virtual Constructor)模式或者多态工厂(Polymorphic Factory)模式，它属于类创建型模式。

工厂方法模式是一种实现了“工厂”概念的面向对象设计模式。就像其他创建型模式一样，它也是处理在不指定对象具体类型的情况下创建对象的问题。

工厂方法模式用途

工厂方法模式和简单工厂模式虽然都是通过工厂来创建对象，他们之间最大的不同是——工厂方法模式在设计上完全完全符合“开闭原则”。

在以下情况下可以使用工厂方法模式：

一个类不知道它所需要的对象的类：在工厂方法模式中，客户端不需要知道具体产品类的类名，只需要知道所对应的工厂即可，具体的产品对象由具体工厂类创建；客户端需要知道创建具体产品的工厂类。

一个类通过其子类来指定创建哪个对象：在工厂方法模式中，对于抽象工厂类只需要提供一个创建产品的接口，而由其子类来确定具体要创建的对象，利用面向对象的多态性和里氏代换原则，在程序运行时，子类对象将覆盖父类对象，从而使得系统更容易扩展。

将创建对象的任务委托给多个工厂子类中的某一个，客户端在使用时可以无须关心是哪一个工厂子类创建产品子类，需要时再动态指定，可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。

 

工厂方法模式包含如下角色：

Product：抽象产品（Operation）

ConcreteProduct：具体产品(OperationAdd)

Factory：抽象工厂(IFactory)

ConcreteFactory：具体工厂(AddFactory)

 

抽象工厂模式

抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定它们具体的类。抽象工厂模式又称为Kit模式，属于对象创建型模式。

抽象工厂模式提供了一种方式，可以将同一产品族的单独的工厂封装起来。在正常使用中，客户端程序需要创建抽象工厂的具体实现，然后使用抽象工厂作为接口来创建这一主题的具体对象。客户端程序不需要知道（或关心）它从这些内部的工厂方法中获得对象的具体类型，因为客户端程序仅使用这些对象的通用接口。抽象工厂模式将一组对象的实现细节与他们的一般使用分离开来。

抽象工厂模式用途

抽象工厂模式和工厂方法模式一样，都符合开放-封闭原则。但是不同的是，工厂方法模式在增加一个具体产品的时候，都要增加对应的工厂。但是抽象工厂模式只有在新增一个类型的具体产品时才需要新增工厂。也就是说，工厂方法模式的一个工厂只能创建一个具体产品。而抽象工厂模式的一个工厂可以创建属于一类类型的多种具体产品。工厂创建产品的个数介于简单工厂模式和工厂方法模式之间。

在以下情况下可以使用抽象工厂模式：

一个系统不应当依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达的细节，这对于所有类型的工厂模式都是重要的。

系统中有多于一个的产品族，而每次只使用其中某一产品族。

属于同一个产品族的产品将在一起使用，这一约束必须在系统的设计中体现出来。

系统提供一个产品类的库，所有的产品以同样的接口出现，从而使客户端不依赖于具体实现。

抽象工厂模式实现方式

抽象工厂模式包含如下角色：

AbstractFactory(抽象工厂)：用于声明生成抽象产品的方法

ConcreteFactory(具体工厂)：实现了抽象工厂声明的生成抽象产品的方法，生成一组具体产品，这些产品构成了一个产品族，每一个产品都位于某个产品等级结构中；

AbstractProduct(抽象产品)：为每种产品声明接口，在抽象产品中定义了产品的抽象业务方法；

Product(具体产品)：定义具体工厂生产的具体产品对象，实现抽象产品接口中定义的业务方法。

 

三种工厂模式对比

简单工厂模式的优缺点

• 优点：
  • 1、屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。
  • 2、实现简单
• 缺点：
  • 1、增加产品，需要修改工厂类，不符合开放-封闭原则
  • 2、工厂类集中了所有实例的创建逻辑，违反了高内聚责任分配原则

工厂方法模式的优缺点

• 优点：
  • 1、继承了简单工厂模式的优点
  • 2、符合开放-封闭原则
• 缺点：
  • 1、增加产品，需要增加新的工厂类，导致系统类的个数成对增加，在一定程度上增加了系统的复杂性。

抽象工厂模式的优缺点

• 优点：
  • 1、隔离了具体类的生成，使得客户并不需要知道什么被创建
  • 2、每次可以通过具体工厂类创建一个产品族中的多个对象，增加或者替换产品族比较方便，增加新的具体工厂和产品族很方便；
• 缺点
  • 增加新的产品等级结构很复杂，需要修改抽象工厂和所有的具体工厂类，对“开闭原则”的支持呈现倾斜性。



简单工厂 ： 用来生产同一等级结构中的任意产品。（对于增加新的产品，主要是新增产品，就要修改工厂类。符合单一职责原则。不符合开放-封闭原则）

工厂方法 ：用来生产同一等级结构中的固定产品。（支持增加任意产品，新增产品时不需要更改已有的工厂，需要增加该产品对应的工厂。符合单一职责原则、符合开放-封闭原则。但是引入了复杂性）

抽象工厂 ：用来生产不同产品族的全部产品。（增加新产品时，需要修改工厂，增加产品族时，需要增加工厂。符合单一职责原则，部分符合开放-封闭原则，降低了复杂性）

最后，三种工厂模式各有优缺点，没有最好的，只有最合适的！

 

参考链接：https://www.hollischuang.com/archives/3709