探索设计模式之工厂模式解耦与创造的艺术产品大全东海县草创文化传播有限公司

在软件开发中，对象创建是一个基础且频繁的操作。当对象的创建逻辑变得复杂、需要根据条件动态创建，或者我们希望将创建过程与使用过程解耦时，直接使用 new 关键字可能会带来代码的僵化、难以维护和扩展。此时，工厂模式（Factory Pattern）作为一种经典的设计模式，便闪耀登场，为我们提供了一种优雅的解决方案。

一、工厂模式的核心思想

工厂模式属于创建型设计模式。其核心思想是：定义一个用于创建对象的接口（或抽象类），但将具体创建哪个类实例的决定推迟到子类（或具体工厂）中。这样，客户端代码就不再需要直接关心具体对象的实例化细节，只需与工厂接口和抽象产品交互，从而实现了创建逻辑与使用逻辑的解耦。

简单来说，就是将 new 这个动作封装起来，由一个专门的“工厂”来负责生产“产品”。

二、工厂模式的三种形态

工厂模式主要分为三种形态：简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。它们层层递进，应对不同复杂度的场景。

1. 简单工厂模式（Simple Factory）

简单工厂模式并不属于GoF的23种设计模式，但它是理解工厂模式的基础。它通过一个单独的工厂类，根据传入的参数，动态决定创建哪一种产品类的实例。

结构：一个具体工厂类，一个抽象产品接口/父类，多个具体产品类。
优点：客户端无需知道具体产品类名，只需知道对应参数。
缺点：工厂类职责过重，一旦需要添加新产品，就必须修改工厂类的逻辑（通常是增加 if-else 或 switch 分支），这违反了“开闭原则”。
适用场景：工厂类负责创建的对象较少，且客户端不关心创建细节。

示例：一个图形绘制程序，根据传入的“圆形”、“矩形”等字符串，创建对应的 Circle 或 Rectangle 对象。

2. 工厂方法模式（Factory Method）

这是工厂模式的标准形态。它定义了一个创建对象的抽象方法，由子类决定实例化的具体类。工厂方法模式将对象的实例化推迟到子类。

结构：一个抽象工厂类（声明工厂方法）、多个具体工厂类（实现工厂方法）、一个抽象产品类、多个具体产品类。通常一个具体工厂只生产一种具体产品。
优点：完全符合“开闭原则”。当需要增加新产品时，只需新增对应的具体工厂和具体产品类，无需修改现有工厂和客户端代码。
缺点：每增加一个产品，就需要增加一个具体工厂类，会导致类的数量成对增加，增加系统复杂度。
适用场景：客户端不知道它所需要的对象的类，但希望由子类来指定创建的对象。

示例：日志记录器框架。定义 Logger 抽象产品和 LoggerFactory 抽象工厂。可以有 FileLoggerFactory 生产 FileLogger，DatabaseLoggerFactory 生产 DatabaseLogger。客户端通过 LoggerFactory 接口获取日志器，不关心具体的实现。

3. 抽象工厂模式（Abstract Factory）

抽象工厂模式提供了一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。它处理的是“产品族”的创建。

结构：一个抽象工厂类（声明一系列创建产品的方法）、多个具体工厂类（实现创建同一产品族中不同产品的方法）、多个抽象产品类、多个具体产品类（属于同一产品族）。
优点：保证客户端始终使用同一个产品族中的对象。易于交换产品系列（只需更换具体工厂）。
缺点：难以支持新种类的产品。如果需要在产品族中增加一个新产品（比如在GUI套件中增加一个新的控件），就需要修改抽象工厂及其所有子类，这违反了“开闭原则”。
适用场景：系统需要创建一系列相关的产品对象，且不希望这些产品与具体的创建过程紧密耦合。

示例：跨平台GUI工具包。有 Button 和 Checkbox 两个抽象产品。WinFactory 能创建 WinButton 和 WinCheckbox，MacFactory 能创建 MacButton 和 MacCheckbox。应用程序只需绑定一个具体工厂（如 MacFactory），就能获得风格一致的一整套UI组件。