简单工厂模式介绍

1. 引言：从一个常见问题说起

在面向对象编程中，我们经常会遇到这样的代码：

if("circle".equals(type)){shape=newCircle();}elseif("rectangle".equals(type)){shape=newRectangle();}elseif("triangle".equals(type)){shape=newTriangle();}

这类代码有几个明显问题：

• 创建逻辑分散在业务代码中
• 新增产品时需要修改大量 if-else
• 违反了开闭原则（对扩展开放，对修改关闭）
• 对具体类产生了强耦合

问题的根源在于：

对象的创建与使用耦合在了一起。

而简单工厂模式，正是用来解决这一问题的经典方案。

2. 什么是简单工厂模式

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）严格来说并不是 GoF 23 种设计模式之一，而是一种常用的创建型设计思想。

核心思想

由一个专门的工厂类，负责根据条件创建不同的产品对象，客户端只关心使用，不关心创建。

3. 简单工厂模式的角色组成

简单工厂模式通常包含三个角色：

1. 抽象产品（Product）
   • 定义产品的公共接口
2. 具体产品（ConcreteProduct）
   • 实现抽象产品接口
3. 具体工厂（Factory）
   • 负责创建具体产品实例

结构示意：

Client → Factory → ConcreteProduct ↑ Product

4. 示例：不用工厂的写法（问题代码）

以“计算器”为例，假设我们要实现加减乘除：

publicclassCalculator{publicstaticdoublecalculate(Stringop,doublea,doubleb){if("+".equals(op)){returna+b;}elseif("-".equals(op)){returna-b;}elseif("*".equals(op)){returna*b;}elseif("/".equals(op)){returna/b;}thrownewIllegalArgumentException("不支持的操作");}}

问题总结：

• 所有逻辑集中在一个方法中
• 新增运算符必须修改原代码
• 可维护性差

5. 引入简单工厂模式

5.1 抽象产品

publicinterfaceOperation{doubleapply(doublea,doubleb);}

5.2 具体产品实现

publicclassAddOperationimplementsOperation{publicdoubleapply(doublea,doubleb){returna+b;}}

publicclassSubOperationimplementsOperation{publicdoubleapply(doublea,doubleb){returna-b;}}

publicclassMulOperationimplementsOperation{publicdoubleapply(doublea,doubleb){returna*b;}}

publicclassDivOperationimplementsOperation{publicdoubleapply(doublea,doubleb){returna/b;}}

5.3 具体工厂（核心）

publicclassOperationFactory{publicstaticOperationcreateOperation(Stringop){switch(op){case"+":returnnewAddOperation();case"-":returnnewSubOperation();case"*":returnnewMulOperation();case"/":returnnewDivOperation();default:thrownewIllegalArgumentException("不支持的操作类型");}}}

5.4 客户端使用

publicclassClient{publicstaticvoidmain(String[]args){Operationoperation=OperationFactory.createOperation("+");doubleresult=operation.apply(3,5);System.out.println(result);}}

此时客户端的变化：

• 不再依赖具体实现类
• 只依赖抽象接口Operation
• 创建逻辑集中管理

6. 简单工厂模式的优点

1. 解耦对象创建与使用
2. 客户端代码更加简洁
3. 创建逻辑集中，易于维护
4. 符合单一职责原则

7. 简单工厂模式的缺点

1. 不符合开闭原则
   • 每增加一个产品，就要修改工厂类
2. 工厂类职责过重，容易膨胀
3. 扩展性有限

正因如此，才有了工厂方法模式和抽象工厂模式。

8. 适用场景

适合使用：

• 产品种类较少
• 创建逻辑相对简单
• 系统对扩展要求不高
• 教学、Demo、小型系统

不适合使用：

• 产品类型频繁变化
• 大型复杂系统
• 需要严格遵循开闭原则的架构

参考

工厂模式 | 菜鸟教程

简单工厂模式