简单（静态）工厂模式

Posted 2022-11-29 蜜蜂采蜜

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1. 介绍

简单工厂模式不能说是一个设计模式，说它是一种编程习惯可能更恰当些。因为它至少不是Gof23种设计模式之一。但它在实际的编程中经常被用到，而且思想也非常简单，可以说是工厂方法模式的一个引导，所以我想有必要把它作为第一个讲一下。

2. 模式动机 

考虑一个简单的软件应用场景，一个软件系统可以提供多个外观不同的按钮（如圆形按钮、矩形按钮、菱形按钮等），这些按钮都源自同一个基类，不过在继承基类后不同的子类修改了部分属性从而使得它们可以呈现不同的外观，如果我们希望在使用这些按钮时，不需要知道这些具体按钮类的名字，只需要知道表示该按钮类的一个参数，并提供一个调用方便的方法，把该参数传入方法即可返回一个相应的按钮对象，此时，就可以使用简单工厂模式。

 

3. 模式定义

简单工厂模式(Simple Factory Pattern)：又称为静态工厂方法(Static Factory Method)模式，它属于类创建型模式。在简单工厂模式中，可以根据参数的不同返回不同类的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。

 

4. 模式结构

 

简单工厂模式包含如下角色：

 

Factory：工厂角色

 

Product：抽象产品角色

 

ConcreteProduct：具体产品角色

 

5. 案例图解

6. 案例

6.1 定义一个接口：

public interface Operation 


    public double getResult(double numberA,double numberB) throws Exception;

6.2 定义具体的计算类：

public class Add implements Operation


    // 加法计算

    public double getResult(double numberA, double numberB) 

        return numberA + numberB;

    





public class Sub implements Operation

    // 减法计算

    public double getResult(double numberA, double numberB) 

        return numberA-numberB;

    





public class Mul implements Operation

    // 乘法计算

    public double getResult(double numberA, double numberB) 

        return numberA * numberB;

    





public class Div implements Operation 

    // 除法计算

    public double getResult(double numberA, double numberB) throws Exception 

        if (numberB == 0) 

            throw new Exception("除数不能为0！");

        

        return numberA / numberB;

    

6.3 定义简单工厂类：

public class EasyFactory 

    // 简单工厂，根据字符串创建相应的对象

    public static Operation createOperation(String name) 

        Operation operationObj = null;

        switch (name) 

            case "+":

                operationObj = new Add();

                break;

            case "-":

                operationObj = new Sub();

                break;

            case "*":

                operationObj = new Mul();

                break;

            case "/":

                operationObj = new Div();

                break;
        

        return operationObj;

    

6.4 客户端代码：

public class Client 

    public static void main(String[] args) throws Exception 

        Operation add = EasyFactory.createOperation("+");

        Operation sub = EasyFactory.createOperation("-");

        Operation mul = EasyFactory.createOperation("*");

        Operation div = EasyFactory.createOperation("/");


        System.out.println(add.getResult(1, 1));

        System.out.println(sub.getResult(1, 1));

        System.out.println(mul.getResult(1, 1));

        System.out.println(div.getResult(1, 1));

    

运行结果：

2.0

0.0

1.0

1.0

如上，从客户端的代码上可以看到，我们无需提供具体的子类类名，只需要提供一个字符串即可得到相应的实例对象。这样的话，当子类的类名更换或者增加子类时我们都无需修改客户端代码，只需要在简单工厂类上增加一个分支判断代码即可。

7. 简单工厂模式的优缺点分析： 

       优点：工厂类是整个模式的关键所在。它包含必要的判断逻辑，能够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。用户在使用时可以直接根据工厂类去创建所需的实例，而无需了解这些对象是如何创建以及如何组织的。有利于整个软件体系结构的优化。

      缺点：由于工厂类集中了所有实例的创建逻辑，这就直接导致一旦这个工厂出了问题，所有的客户端都会受到牵连；而且由于简单工厂模式的产品室基于一个共同的抽象类或者接口，这样一来，若产品的种类增加时，即有不同的产品接口或者抽象类的时候，工厂类就需要判断何时创建何种种类的产品，更改其中逻辑，这就和创建何种种类产品的产品相互混淆在了一起，违背了单一职责，导致系统丧失灵活性和可维护性。而且更重要的是，简单工厂模式违背了“开放封闭原则”，就是违背了“系统对扩展开放，对修改关闭”的原则，因为当我新增加一个产品的时候必须修改工厂类，相应的工厂类就需要重新编译一遍。

      总结一下：简单工厂模式分离产品的创建者和消费者，有利于软件系统结构的优化；但是由于一切逻辑都集中在一个工厂类中，导致了没有很高的内聚性，同时也违背了“开放封闭原则”。另外，简单工厂模式的方法一般都是静态的，而静态工厂方法是无法让子类继承的，因此，简单工厂模式无法形成基于基类的继承树结构。

8. 简单工厂模式的实际应用简介：

      工厂类负责创建的对象比较少：由于创建的对象较少，不会造成工厂方法中的业务逻辑太过复杂。

      客户端只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象不关心：客户端既不需要关心创建细节，甚至连类名都不需要记住，只需要知道类型所对应的参数。 

       作为一个最基本和最简单的设计模式，简单工厂模式却有很非常广泛的应用，我们这里以Java中的JDBC操作数据库为例来说明。

        JDBC是SUN公司提供的一套数据库编程接口API，它利用Java语言提供简单、一致的方式来访问各种关系型数据库。Java程序通过JDBC可以执行SQL语句，对获取的数据进行处理，并将变化了的数据存回数据库，因此，JDBC是Java应用程序与各种关系数据进行对话的一种机制。用JDBC进行数据库访问时，要使用数据库厂商提供的驱动程序接口与数据库管理系统进行数据交互。