每日学习——设计模式:简单工厂模式

动机

一个简单的例子——计算器。一个计算器软件可以提供多种不同运算操作（如加减乘除、平方根、立方根等），这些运算操作都可以派生继承同一个父类。使用者无需知道具体的运算操作类，只需知道表示该运算符的一个参数，并将其传入调用方法中便可得到相应的操作符对象，此时便可使用简单工厂模式。

模式详解

简单工厂模式定义如下：

定义一个工厂类，它可以根据参数的不同返回不同类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。因为在简单工厂模式中用于创建实例的方法是静态(static)方法，因此简单工厂模式又被称为静态工厂方法(Static Factory Method)模式，它属于类创建型模式。

简单工厂模式的要点在于：当你需要什么，只需要传入一个正确的参数，就可以获取你所需要的对象，而无须知道其创建细节。其核心在于工厂类的设计

模式组成

简单工厂包含以下角色：

Factory：工厂角色

工厂角色即工厂类，它是简单工厂模式的核心，负责实现创建所有产品实例的内部逻辑；工厂类可以被外界直接调用，创建所需的产品对象；在工厂类中提供了静态的工厂方法 factoryMethod()，它的返回类型为抽象产品类型 Product。
Product：抽象产品角色

它是工厂类所创建的所有对象的父类，封装了各种产品对象的公有方法，它的引入将提高系统的灵活性，使得在工厂类中只需定义一个通用的工厂方法，因为所有创建的具体产品对象都是其子类对象。
ConcreteProduct：具体产品角色

它是简单工厂模式的创建目标，所有被创建的对象都充当这个角色的某个具体类的实例。每一个具体产品角色都继承了抽象产品角色，需要实现在抽象产品中声明的抽象方法。

分析

以开头例子计算器为例：
抽象产品类是运算符：

public abstract class Operation{
    public double NumberA;
    public double NumberB;
    public abstart double getResult();
}

具体产品类如下：

//加法运算
public class OperationAdd extends Operation{
    @Override
    public double GetResult(){
        //TODO
        return NumberA + NumberB;
    }
}

//减法运算
public class OperationSub extends Operation{
    @Override
    public double GetResult(){
        //TODO
        return NumberA - NumberB;
    }
}
//...等等

工厂类如下：

public class OperationFactory{

    public static operation createOperate(string operate){

        Operation oper = null;
        switch (operate){
            case "+":
                oper = new OperationAdd();
                break;
            case "-":
                oper = new OperationSub();
                break;
            case "*":
                oper = new OperationMul();
                break;
            case "/":
                oper = new OperationDiv();
                break;
        }
        return oper;
    }
}

客户调用端代码如下：

Operation oper;
oper = OperationFactory.createOperate("+");//通过工厂类创建对象
oper.NumberA = 1;
oper.NumberB = 2;
double result = oper.GetResult();

使用者只需调用工厂类即可，当需拓展时只需编写相应的操作类并从工厂中创建返回，或是更换类操作类名等，只需修改工厂类函数便可。

优缺点

优点

工厂类含有必要的判断逻辑，可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例，客户端可以免除直接创建产品对象的责任，而仅仅“消费”产品；简单工厂模式通过这种做法实现了对责任的分割，它提供了专门的工厂类用于创建对象。
客户端无须知道所创建的具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的参数即可，对于一些复杂的类名，通过简单工厂模式可以减少使用者的记忆量。
通过引入配置文件，可以在不修改任何客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类，在一定程度上提高了系统的灵活性。

缺点：

由于工厂类集中了所有产品创建逻辑，一旦不能正常工作，整个系统都要受到影响。
使用简单工厂模式将会增加系统中类的个数，在一定程序上增加了系统的复杂度和理解难度。
系统扩展困难，一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑，在产品类型较多时，有可能造成工厂逻辑过于复杂，不利于系统的扩展和维护。
简单工厂模式由于使用了静态工厂方法，造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。

什么情况会用

在以下情况下可以使用简单工厂模式：

工厂类负责创建的对象比较少：由于创建的对象较少，不会造成工厂方法中的业务逻辑太过复杂。
客户端只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象不关心：客户端既不需要关心创建细节，甚至连类名都不需要记住，只需要知道类型所对应的参数。

引用

参考博客