8 设计模式之简单工厂模式

设计模式是软件开发中的一套通用解决方案，而简单工厂模式则是最基础、最常用的一种创建型模式。在这篇博客中，我将为大家详细介绍简单工厂模式的概念、优缺点，以及通过一个饮料制作的案例，帮助大家更好地理解和应用这种模式。

一、简单工厂模式是什么？

简单工厂模式是一种由 一个工厂类 根据传入的参数，动态决定创建哪种产品类实例的设计模式。虽然简单工厂不属于 GOF（四人帮）提出的23种设计模式之一，但它是工厂模式家族的重要成员。

1.简单工厂的组成：

工厂类（Factory Class）：
提供创建具体产品的功能，负责封装实例化逻辑。
抽象产品类（Product Interface/Abstract Class）：
定义产品的共性行为，是具体产品类的父类或接口。
具体产品类（Concrete Product Classes）：
实现或继承抽象产品类，包含具体的产品功能。

2.简单工厂的优缺点：

优点：

客户端无需关心对象的创建细节，只需通过工厂获取对象即可，符合 "单一职责原则"。
实现了对象的创建与使用分离。

缺点：

增加新的产品时，工厂类需要修改逻辑，不符合 "开闭原则"（对扩展开放，对修改关闭）。
工厂类的职责较重，可能造成类的复杂度增加。

二、案例：饮料制作工厂

1.需求描述：

我们需要设计一个饮料制作工厂，可以根据用户需求制作不同类型的饮料，包括咖啡、茶水和果汁。用户输入饮料类型后，工厂动态创建对应的饮料对象，并执行制作方法。

2.具体代码

（1）抽象产品类：`Drink`

abstract class Drink {
    public abstract void make(); // 定义统一的制作方法
}

（2）具体产品类：`Coffee`、`Tea` 和 `Juice`

public class Coffee extends Drink {
    @Override
    public void make() {
        System.out.println("咖啡制作中");
    }
}

public class Tea extends Drink {
    @Override
    public void make() {
        System.out.println("茶水制作中");
    }
}

public class Juice extends Drink {
    @Override
    public void make() {
        System.out.println("果汁制作中");
    }
}

（3）工厂类：`DrinkFactory`

public class DrinkFactory {
    public static Drink createDrink(String type) {
        if ("咖啡".equalsIgnoreCase(type)) {
            return new Coffee();
        } else if ("茶水".equalsIgnoreCase(type)) {
            return new Tea();
        } else if ("果汁".equalsIgnoreCase(type)) {
            return new Juice();
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("未知的饮料类型：" + type + "。请输入：咖啡、茶水或果汁！");
        }
    }
}

（4）测试类：`SimpleFactoryTest`

public class SimpleFactoryTest {
    public static void main(String[] args) {
        Drink coffee = DrinkFactory.createDrink("咖啡");
        coffee.make(); // 输出：咖啡制作中

        Drink tea = DrinkFactory.createDrink("茶水");
        tea.make(); // 输出：茶水制作中

        try {
            Drink unknown = DrinkFactory.createDrink("牛奶");
            unknown.make();
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}

（5）运行结果：

咖啡制作中
茶水制作中
未知的饮料类型：牛奶。请输入：咖啡、茶水或果汁！

三、案例解析与优化建议

1.封装逻辑：

DrinkFactory 的 createDrink() 方法封装了饮料对象的创建逻辑，客户端无需直接使用 new，只需传入饮料类型即可获得对应对象。

2.扩展性问题：

如果需要添加新饮料，比如 "牛奶"，需要修改工厂类的 createDrink() 方法逻辑。这违背了 开闭原则，但在简单需求下是可以接受的。

3.改进方向：

使用枚举类型： 定义饮料类型为枚举常量，避免字符串硬编码导致错误。

动态注册： 工厂可以设计为支持动态注册新产品，减少对代码的修改。

四、总结

简单工厂模式是一种结构清晰、实现简单的设计模式，在开发中非常实用。它通过将对象的创建逻辑集中管理，使代码更具可读性和维护性。通过这次饮料制作工厂的实践，我们学会了如何应用简单工厂模式，完成了对象创建与业务逻辑的分离。

你也可以试着实现自己的简单工厂，加入更多种类的饮料或者其它领域的场景！

希望这篇博客能帮助到你。如果觉得有用，记得点赞、收藏哦！欢迎在评论区分享你的实现与想法！ 😊

以上案例和博客内容由一次学习与实践经历整理而成，感谢每一次思考与成长！