面向对象设计与分析40讲（12）简单工厂方法模式

定义

简单工厂模式是一种创建型模式，用于根据客户端的需求创建对象实例，所谓的需求反映到编程语言里就是传入的参数。

简单工厂模式包括三个主要部分：

• 工厂类（Simple Factory）：这是整个模式的核心。它负责根据客户端的请求来创建并返回相应的对象实例。
• 产品抽象类（Product Interface）：定义了被创建产品的接口
• 具体产品类（Concrete Products）：实现了产品接口的具体类，由工厂类根据客户需要创建并返回给客户端。

UML关系图如下：

上图Factory的CreateProduct方法是需要参数的，它根据参数创建不同类的实例，例如可能是产品类名。

简单工厂模式隐藏了对象创建逻辑，用户只需传入工厂方法所需参数即可得到对象。

示例

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

// 抽象产品类
class Product {
public:
    virtual void Operation() = 0; 
};

// 具体产品类 A
class ConcreteProductA : public Product {
public:
    virtual void Operation() {
        cout << "Operation from Product A" << endl;
    }
};

// 具体产品类 B
class ConcreteProductB : public Product {
public:
    virtual void Operation() {
        cout << "Operation from Product B" << endl;
    }
};


// 工厂类，负责创建产品对象
class SimpleFactory {
public:
    Product* CreateProduct(const std::string& product_name) {
    	if (product_name == "A") {
    		return new ConcreteProductA();
    	} else if(product_name == "B") {
    		return new ConcreteProductB();
    	} else {
    		return nullptr;
    	}
	}
};

// 客户端代码
int main() {
	SimpleFactory factory;
	Product* A = factory.CreateProduct("A");
	if(A) {
		A->Operation();
		delete A;
	}
	
	Product* B = factory.CreateProduct("B");
	if(B) {
		B->Operation();
		delete A;
	}
    return 0;
}

优缺点

它具有以下几个优点：

1. 隐藏对象的创建逻辑：简单工厂模式将对象的创建过程封装在一个工厂类中，客户端只需要通过工厂类来获取所需的产品对象，而无需关心具体的创建细节。这样可以降低客户端与具体产品类之间的耦合度。

2. 集中管理对象的创建：通过使用简单工厂模式，可以集中管理对象的创建过程，避免了对象的创建分散在多处的情况。这样可以使得代码更加清晰、易于维护和扩展。

3. 可扩展：如果需要新增一种产品类型，只需要在工厂类中添加相应的创建逻辑即可，而无需修改客户端的代码。站在客户端的角度看，这符合开闭原则，对扩展开放、对修改关闭。

4. 提高代码的可测试性：由于简单工厂模式将对象的创建过程与具体产品类解耦，可以方便地对工厂类进行单元测试，验证其创建的产品对象是否符合预期。

尽管简单工厂模式具有上述优点，但也存在一些潜在的缺点：

1. 当新增产品类型时，需要修改工厂类的代码，违背了开闭原则。
2. 随着产品类型的增多，工厂类可能变得庞大，条件分支变得复杂，不易于维护。

• 只能创建一类产品

在具体应用中，需要根据实际情况选择合适的设计模式。

适用场景：

1. 工厂类负责创建的对象比较少；

2. 客户只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象（逻辑）不关心