工厂模式

简单工厂、工厂方法、抽象工厂介绍及差异

1. 简单工厂（Simple Factory）

定义：由一个工厂类根据传入的参数，动态决定创建哪一种产品类的实例。

结构：

• 工厂类（Factory）：负责创建所有产品，包含核心创建逻辑
• 抽象产品（Product）：产品的公共接口
• 具体产品（ConcreteProduct）：工厂创建的具体对象

示例代码（Java）：

// 抽象产品
interface Product {
    void doSomething();
}

// 具体产品A
class ConcreteProductA implements Product {
    public void doSomething() {
        System.out.println("产品A功能");
    }
}

// 具体产品B
class ConcreteProductB implements Product {
    public void doSomething() {
        System.out.println("产品B功能");
    }
}

// 工厂类
class SimpleFactory {
    public static Product createProduct(String type) {
        if ("A".equals(type)) {
            return new ConcreteProductA();
        } else if ("B".equals(type)) {
            return new ConcreteProductB();
        }
        return null;
    }
}

优点：简单易实现，将产品创建逻辑集中
缺点：工厂类职责过重，增加新产品需修改工厂类（违反开闭原则）

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2. 工厂方法（Factory Method）

定义：定义一个创建对象的接口，但由子类决定实例化哪一个类。工厂方法将对象的实例化延迟到子类。

结构：

• 抽象工厂（Factory）：声明工厂方法
• 具体工厂（ConcreteFactory）：实现工厂方法，创建具体产品
• 抽象产品（Product）
• 具体产品（ConcreteProduct）

示例代码（Java）：

// 抽象产品
interface Product {
    void doSomething();
}

// 具体产品A
class ConcreteProductA implements Product {
    public void doSomething() {
        System.out.println("产品A");
    }
}

// 抽象工厂
interface Factory {
    Product createProduct();
}

// 具体工厂A
class ConcreteFactoryA implements Factory {
    public Product createProduct() {
        return new ConcreteProductA();
    }
}

优点：符合开闭原则，增加新产品只需增加对应工厂类
缺点：类数量增加，系统复杂度提高

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3. 抽象工厂（Abstract Factory）

定义：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。适用于产品族（多个产品类型）的场景。

结构：

• 抽象工厂（AbstractFactory）：声明创建一系列产品的方法
• 具体工厂（ConcreteFactory）：实现创建产品族的方法
• 抽象产品（AbstractProduct）：多个不同产品类型
• 具体产品（ConcreteProduct）

示例代码（Java）：

// 抽象产品A
interface ProductA {
    void use();
}

// 抽象产品B
interface ProductB {
    void eat();
}

// 具体产品A1
class ProductA1 implements ProductA {
    public void use() { System.out.println("A1"); }
}

// 具体产品B1
class ProductB1 implements ProductB {
    public void eat() { System.out.println("B1"); }
}

// 抽象工厂
interface AbstractFactory {
    ProductA createProductA();
    ProductB createProductB();
}

// 具体工厂1
class ConcreteFactory1 implements AbstractFactory {
    public ProductA createProductA() { return new ProductA1(); }
    public ProductB createProductB() { return new ProductB1(); }
}

优点：保证产品族内对象一致性，易于交换产品族
缺点：增加新产品类型困难（需修改所有工厂类）

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核心差异对比表

特性	简单工厂	工厂方法	抽象工厂
目的	单一产品快速创建	单个产品扩展性	产品系列（族）的一致性
产品数量	单个产品	单个产品	多个相关产品
新增产品	改工厂类（if-else）	加新工厂类 ✅	加新工厂类，但若新增产品类型（如床）则需改所有工厂 ❌
客户端感知	知道工厂类和参数	知道具体工厂子类	知道具体工厂子类和产品族
设计原则	违反开闭原则	符合开闭原则	对产品族符合开闭，对产品种类扩展不友好
复杂度	低	中	高

选择建议

• 简单工厂：产品类型少、变动小、不需要扩展时
• 工厂方法：产品类型多、经常新增产品、客户端无需关心具体类名时
• 抽象工厂：需要保证多个产品一起使用、产品族频繁更换时（如换皮肤、换数据库）