简单工厂设计模式

模式定义

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）是一种创建型设计模式，通过工厂类统一创建对象实例，客户端无需直接实例化具体类。该模式包含三个核心组件：

1. 抽象产品（Product）：定义产品接口
2. 具体产品（ConcreteProduct）：实现接口的具体类
3. 工厂类（Factory）：根据输入创建具体产品实例

UML类图

+----------------+       +-------------------+       +-----------------+
|   <<接口>>     |       |      Factory      |       |   ConcreteProdA |
|   Product      |<------|-------------------|------>|-----------------|
+----------------+       | +createProduct()  |       | +operation()    |
| +operation()   |       +-------------------+       +-----------------+
+----------------+                  ▲▲                         ||                         |       +-----------------+|                         +------>|   ConcreteProdB ||                                 |-----------------|+---------------------------------| +operation()    |+-----------------+

代码实现

// 1. 抽象产品接口
interface Product {void operation();
}// 2. 具体产品实现
class ConcreteProdA implements Product {@Overridepublic void operation() {System.out.println("执行产品A的操作");}
}class ConcreteProdB implements Product {@Overridepublic void operation() {System.out.println("执行产品B的操作");}
}// 3. 工厂类
class SimpleFactory {public Product createProduct(String type) {switch(type.toUpperCase()) {case "A": return new ConcreteProdA();case "B": return new ConcreteProdB();default: throw new IllegalArgumentException("无效的产品类型");}}
}// 4. 客户端使用
public class Client {public static void main(String[] args) {SimpleFactory factory = new SimpleFactory();Product productA = factory.createProduct("A");productA.operation();  // 输出: 执行产品A的操作Product productB = factory.createProduct("B");productB.operation();  // 输出: 执行产品B的操作}
}

核心优势

1. 解耦对象创建

   • 客户端只需知道产品接口，无需了解具体实现类
   • 符合迪米特法则：减少对象间的依赖

2. 集中控制

   • 创建逻辑封装在工厂类中，便于统一管理
   • 修改产品创建逻辑只需调整工厂类

3. 可扩展性

   • 新增产品类型时，只需扩展工厂类（需修改工厂代码）

适用场景

1. 产品类型有限且不频繁变化
2. 客户端不关心具体实现类
3. 需要统一管理对象创建逻辑
4. 系统需要动态选择产品实现

局限性分析

1. 违反开闭原则

   • 新增产品类型需修改工厂类代码

2. 工厂职责过重

   • 所有创建逻辑集中在一个类中
   • 产品类型过多时工厂类会臃肿

3. 类型安全风险

   • 依赖字符串/枚举标识产品类型
   • 错误类型导致运行时异常

模式演进

当产品类型频繁变化时，可考虑：

1. 工厂方法模式：将创建延迟到子类
2. 抽象工厂模式：创建产品族
3. 依赖注入：通过容器管理对象创建

最佳实践建议

1. 结合枚举类型避免字符串错误：

enum ProductType { A, B }class EnhancedFactory {public Product createProduct(ProductType type) {switch(type) {case A: return new ConcreteProdA();case B: return new ConcreteProdB();}}
}

1. 使用静态工厂方法简化调用：

class StaticFactory {public static Product createA() { return new ConcreteProdA(); }
}

总结：简单工厂模式是创建型模式的入门设计，适用于产品类型固定且创建逻辑简单的场景。其核心价值在于分离使用与创建，但需注意在复杂场景下向更灵活的模式演进。