掌握設計模式之簡單工廠模式

渊渟岳發表於2024-12-04
設計模式

簡單工廠模式

簡單工廠模式（Simple Factory Pattern）是一種建立型設計模式，它定義了一個工廠類，該類可以根據傳入的引數決定建立哪種產品類的例項。簡單工廠模式將物件的建立邏輯封裝在一個工廠類中，客戶端只需要透過工廠類獲取例項，而不需要直接涉及例項化的細節。

簡單工廠模式包含三個主要部分：

  1. 產品介面（或抽象類）：定義產品的共同介面，所有具體產品都實現該介面。
  2. 具體產品：實現產品介面，提供具體的實現。
  3. 工廠類：負責根據客戶端的請求建立具體的產品例項。

透過案例理解

案例概述

一個圖形工廠，生成出兩種畫圖工具（圓形和矩形），透過生產出來的畫圖工具進行繪圖。

案例結構

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使用者（SimpleFactoryDemo）只需要知道，工廠方法類（ShapeFactory）和產品介面（Shape）即可。你寫得程式碼不需要import具體的類進入你的程式碼，只需要匯入介面和工廠類即可，這使得客戶端的程式碼不會和具體的類耦合到一起，這也是面向抽象（介面或抽象類）程式設計的一大好處，使用的是多型的特性。

案例程式碼

// 產品介面 - 圖形
interface Shape {
    void draw();
}

// 具體產品 - 圓形
class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("繪製圓形");
    }
}

// 具體產品 - 矩形
class Rectangle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("繪製矩形");
    }
}

// 工廠類
class ShapeFactory {
    public static Shape createShape(String type) {
        switch (type) {
            case "circle":
                return new Circle();
            case "rectangle":
                return new Rectangle();
            default:
                throw new IllegalArgumentException("無效的形狀型別: " + type);
        }
    }
}

// 客戶端程式碼
public class SimpleFactoryDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 建立圓形
        Shape circle = ShapeFactory.createShape("circle");
        circle.draw();

        // 建立矩形
        Shape rectangle = ShapeFactory.createShape("rectangle");
        rectangle.draw();
    }
}

案例簡析

這就好比如我手上只有一支筆，只需要在畫圖工具介面上選擇什麼形狀就可以畫什麼形狀。

如果某天我想加入五角星形，那需要新增五角星形類和修改工廠類即可。

如果某天我想刪除矩形，只需要修改工廠方法即可，甚至都不要刪除Rectangle類

簡單工廠模式的優缺點

優點：

  • 封裝了物件的建立過程：客戶端程式碼只需要呼叫工廠的createShape()方法，不需要知道具體的產品類的構造過程。
  • 便於擴充套件：只需要擴充套件新的產品類，並在工廠中增加相應的建立方法即可。

缺點：

  • 工廠類職責過重：隨著產品種類的增多，工廠類會變得非常龐大且難以維護，因為工廠類需要處理所有型別的例項化。
  • 不符合開閉原則：每增加一個新的產品類，都需要修改工廠類，違反了開閉原則。

總結

簡單工廠模式是一種透過一個工廠類來建立不同型別物件的模式，客戶端不需要關心物件的建立過程，只需要呼叫工廠方法來獲取所需的物件。它適用於物件較少且不會頻繁變動的場景。隨著產品型別的增加，簡單工廠模式可能變得難以維護，因此對於複雜的情況，通常會考慮使用工廠方法模式或抽象工廠模式。

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