1寫在前面

前面寫到簡單工廠模式雖然比較簡單，將實(shí)例的創(chuàng)建和使用分類，客戶端只需使用由工廠類創(chuàng)建的對象即可，無需關(guān)心對象的創(chuàng)建過程。但是這個(gè)系統(tǒng)仍然存在問題：

1）工廠類過于龐大，包含了大量的if判斷語句代碼，導(dǎo)致維護(hù)和測試難度增加；

2）當(dāng)前只存在一個(gè)工廠類，在需要添加新產(chǎn)品時(shí)，由于靜態(tài)工廠方法通過傳入?yún)?shù)創(chuàng)建不同的產(chǎn)品，必須修改工廠了的源碼，違背了開閉原則。

對此，需要對簡單工廠模式進(jìn)行優(yōu)化，使其具有更好的靈活性和擴(kuò)展性。這也是工廠方法模式的由來。

2工廠方法模式

工廠方法模式(Factory Method Pattern)是簡單工廠模式的進(jìn)一步抽象和推廣。在工廠方法模式中，不再提供一個(gè)統(tǒng)一的工廠類來創(chuàng)建所有的產(chǎn)品對象，而是針對不同產(chǎn)品提供不同的工廠，使每個(gè)工廠只負(fù)責(zé)創(chuàng)建對應(yīng)的產(chǎn)品。

工廠方法模式，是對簡單工廠模式進(jìn)行重構(gòu)，即定義一個(gè)用于創(chuàng)建對象的接口，讓子類決定實(shí)例化哪個(gè)類。工廠方法使一個(gè)類的實(shí)例化延遲到其子類。

工廠方法模式包含以下主要角色：

• 抽象工廠(Abstract Factory)：提供了創(chuàng)建產(chǎn)品的接口，調(diào)用者通過它訪問產(chǎn)品。
• 具體工廠(ConcreteFactory)：實(shí)現(xiàn)了抽象工廠接口，完成具體產(chǎn)品的創(chuàng)建。
• 抽象產(chǎn)品(Product)：定義了產(chǎn)品的規(guī)范，描述了產(chǎn)品的主要特性和功能。
• 具體產(chǎn)品(ConcreteProduct)：實(shí)現(xiàn)了抽象產(chǎn)品角色所定義的接口，由具體工廠來創(chuàng)建，它同具體工廠之間往往存在依賴關(guān)系。

工廠方法模式的主要優(yōu)點(diǎn)：

• 封裝了產(chǎn)品創(chuàng)建過程，調(diào)用者只需關(guān)心所需產(chǎn)品類型。
• 實(shí)現(xiàn)了開閉原則，增加新產(chǎn)品無需修改之前工廠類代碼。
• 調(diào)用者無需知道產(chǎn)品類名，實(shí)現(xiàn)解耦，符合依賴倒轉(zhuǎn)原則。
• 易于擴(kuò)展新產(chǎn)品，滿足開閉原則，增加新產(chǎn)品僅需新增一個(gè)具體產(chǎn)品類和具體工廠類，無需修改現(xiàn)存代碼。

可能的缺點(diǎn)：

• 每增加一個(gè)產(chǎn)品就需要增加一個(gè)具體工廠，導(dǎo)致系統(tǒng)中類的個(gè)數(shù)成倍增加。
• 復(fù)雜產(chǎn)品需要對應(yīng)復(fù)雜工廠類，不易維護(hù)。

3工廠方法模式的實(shí)現(xiàn)

我們使用 Typescript 代碼來實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的工廠方法模式：

首先定義抽象產(chǎn)品類和具體產(chǎn)品類：

interface Food {
  getType(): string;
}

class Hamburger implements Food {
  getType() {
    return 'Hamburger';
  }
}

class Hotdog implements Food {
  getType() {
    return 'Hotdog';
  }
}

然后是抽象工廠類和具體工廠類：

abstract class FoodFactory {
  abstract createFood(): Food;
}

class HamburgerFactory extends FoodFactory {
  createFood() {
    return new Hamburger();
  }
}

class HotdogFactory extends FoodFactory {
  createFood() {
    return new Hotdog();
  }
}

客戶端代碼：

const hamburgerFactory = new HamburgerFactory();
const hamburger = hamburgerFactory.createFood();

const hotdogFactory = new HotdogFactory();
const hotdog = hotdogFactory.createFood();

客戶端通過具體工廠來獲取需要的產(chǎn)品，不關(guān)心實(shí)際產(chǎn)品類名。

在抽象工廠中使用泛型

我們可以使用泛型來定義產(chǎn)品類型：

interface FoodFactory {
  createFood(): T; 
}

// 實(shí)現(xiàn)時(shí)指定泛型
class HamburgerFactory implements FoodFactory {
  // ...
}

這樣可以使工廠方法返回類型更加明確。

將工廠抽象成函數(shù)

工廠方法也可以簡單實(shí)現(xiàn)為函數(shù):

function createFood(type: 'Hamburger' | 'Hotdog') {
  switch(type) {
    case 'Hamburger': 
      return new Hamburger();
    case 'Hotdog':
      return new Hotdog();
  }
}

這種方式更簡單，降低了代碼的復(fù)雜度，但缺少面向?qū)ο蟮撵`活性。

工廠方法模式 vs 簡單工廠模式

簡單工廠模式中工廠類負(fù)責(zé)所有產(chǎn)品的創(chuàng)建；而工廠方法模式中每一個(gè)具體工廠類只負(fù)責(zé)創(chuàng)建對應(yīng)的一個(gè)產(chǎn)品，它將產(chǎn)品的創(chuàng)建推遲到子類。

兩者區(qū)別主要在:

• 簡單工廠中，工廠類負(fù)責(zé)所有產(chǎn)品創(chuàng)建。
• 工廠方法中，每個(gè)具體工廠只負(fù)責(zé)對應(yīng)的產(chǎn)品。
• 工廠方法模式更加靈活，易擴(kuò)展，但創(chuàng)建對象較多。

簡單工廠適合產(chǎn)品種類少的情況，工廠方法適合產(chǎn)品不斷擴(kuò)展的場景。

應(yīng)用實(shí)例：游戲工廠

我們可以使用工廠方法模式實(shí)現(xiàn)一個(gè)游戲工廠，用于生成不同類型的游戲?qū)ο蟆?/p>

首先是游戲基類和具體游戲類：

interface Game {
  start()；
}

class RPG implements Game {
  start() {
    console.log('Starting RPG game');
  } 
}

class MMORPG implements Game {
  start() {
    console.log('Starting MMORPG game');
  }
}

然后是抽象工廠和具體工廠：

abstract class GameFactory {
  abstract createGame(): Game;
}

class RPGFactory extends GameFactory {
  createGame() {
    return new RPG();
  }
}

class MMORPGFactory extends GameFactory {
  createGame() {
   return new MMORPG(); 
  }
}

客戶端代碼：

const rpgFactory = new RPGFactory();
const rpgGame = rpgFactory.createGame();
rpgGame.start();

const mmorpgFactory = new MMORPGFactory();
const mmorpgGame = mmorpgFactory.createGame();
mmorpgGame.start();

客戶端只需要關(guān)心游戲類型，而不關(guān)心具體類名。

4總結(jié)

工廠方法模式是一種廣泛使用的設(shè)計(jì)模式，它具有以下核心特點(diǎn):

• 抽象工廠類負(fù)責(zé)定義創(chuàng)建對象的接口，而由子類實(shí)現(xiàn)CreateObject方法，實(shí)現(xiàn)了責(zé)任分解。
• 每個(gè)具體工廠類只負(fù)責(zé)創(chuàng)建對應(yīng)的一個(gè)產(chǎn)品，一個(gè)工廠類對應(yīng)一個(gè)產(chǎn)品類。
• 調(diào)用者只需要關(guān)心所需產(chǎn)品的類型，無需知道產(chǎn)品類名，實(shí)現(xiàn)了解耦。
• 易于擴(kuò)展新產(chǎn)品，滿足開閉原則，當(dāng)新增產(chǎn)品時(shí)只要增加一個(gè)具體工廠和產(chǎn)品類，無需修改之前代碼。
• 典型應(yīng)用場景是針對同一抽象產(chǎn)品類有多個(gè)具體產(chǎn)品類的情況，而系統(tǒng)需要根據(jù)環(huán)境情況動態(tài)獲得不同的具體產(chǎn)品對象。
• 相比簡單工廠模式，工廠方法模式更加靈活，易擴(kuò)展，但創(chuàng)建對象較多。

綜上，工廠方法模式通過面向?qū)ο蠓庋b了對象創(chuàng)建過程，實(shí)現(xiàn)低耦合、高內(nèi)聚的代碼，給系統(tǒng)提供了靈活的產(chǎn)品擴(kuò)展方式，是非常流行與常用的設(shè)計(jì)模式。

本文名稱：三言兩語說透設(shè)計(jì)模式的藝術(shù)-工廠方法模式
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