前面写到简单工厂模式虽然比较简单,将实例的创建和使用分类,客户端只需使用由工厂类创建的对象即可,无需关心对象的创建过程。但是这个系统仍然存在问题:
1)工厂类过于庞大,包含了大量的if判断语句代码,导致维护和测试难度增加;
2)当前只存在一个工厂类,在需要添加新产品时,由于静态工厂方法通过传入参数创建不同的产品,必须修改工厂了的源码,违背了开闭原则。
对此,需要对简单工厂模式进行优化,使其具有更好的灵活性和扩展性。这也是工厂方法模式的由来。
工厂方法模式(Factory Method Pattern)是简单工厂模式的进一步抽象和推广。在工厂方法模式中,不再提供一个统一的工厂类来创建所有的产品对象,而是针对不同产品提供不同的工厂,使每个工厂只负责创建对应的产品。
工厂方法模式,是对简单工厂模式进行重构,即定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。
工厂方法模式包含以下主要角色:
工厂方法模式的主要优点:
可能的缺点:
我们使用 Typescript 代码来实现一个简单的工厂方法模式:
首先定义抽象产品类和具体产品类:
interface Food { getType(): string;}class Hamburger implements Food { getType() { return 'Hamburger'; }}class Hotdog implements Food { getType() { return 'Hotdog'; }}
然后是抽象工厂类和具体工厂类:
abstract class FoodFactory { abstract createFood(): Food;}class HamburgerFactory extends FoodFactory { createFood() { return new Hamburger(); }}class HotdogFactory extends FoodFactory { createFood() { return new Hotdog(); }}
客户端代码:
const hamburgerFactory = new HamburgerFactory();const hamburger = hamburgerFactory.createFood();const hotdogFactory = new HotdogFactory();const hotdog = hotdogFactory.createFood();
客户端通过具体工厂来获取需要的产品,不关心实际产品类名。
我们可以使用泛型来定义产品类型:
interface FoodFactory<T extends Food> { createFood(): T; }// 实现时指定泛型class HamburgerFactory implements FoodFactory<Hamburger> { // ...}
这样可以使工厂方法返回类型更加明确。
工厂方法也可以简单实现为函数:
function createFood(type: 'Hamburger' | 'Hotdog') { switch(type) { case 'Hamburger': return new Hamburger(); case 'Hotdog': return new Hotdog(); }}
这种方式更简单,降低了代码的复杂度,但缺少面向对象的灵活性。
简单工厂模式中工厂类负责所有产品的创建;而工厂方法模式中每一个具体工厂类只负责创建对应的一个产品,它将产品的创建推迟到子类。
两者区别主要在:
简单工厂适合产品种类少的情况,工厂方法适合产品不断扩展的场景。
我们可以使用工厂方法模式实现一个游戏工厂,用于生成不同类型的游戏对象。
首先是游戏基类和具体游戏类:
interface Game { start();}class RPG implements Game { start() { console.log('Starting RPG game'); } }class MMORPG implements Game { start() { console.log('Starting MMORPG game'); }}
然后是抽象工厂和具体工厂:
abstract class GameFactory { abstract createGame(): Game;}class RPGFactory extends GameFactory { createGame() { return new RPG(); }}class MMORPGFactory extends GameFactory { createGame() { return new MMORPG(); }}
客户端代码:
const rpgFactory = new RPGFactory();const rpgGame = rpgFactory.createGame();rpgGame.start();const mmorpgFactory = new MMORPGFactory();const mmorpgGame = mmorpgFactory.createGame();mmorpgGame.start();
客户端只需要关心游戏类型,而不关心具体类名。
工厂方法模式是一种广泛使用的设计模式,它具有以下核心特点:
综上,工厂方法模式通过面向对象封装了对象创建过程,实现低耦合、高内聚的代码,给系统提供了灵活的产品扩展方式,是非常流行与常用的设计模式。
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