7、【设计模式】之3种工厂模式的优缺点，使用场景，代码示例

你好，我是程序员雪球。

今天我们来了解设计模式之工厂模式。

工厂模式有简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式三种，下面是这三种模式的优缺点对比、使用场景以及代码实例：

一、简单工厂模式

1. 优点：

- 客户端不需要知道具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的参数即可，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。

- 工厂类包含了必要的逻辑判断，根据客户端的选择条件动态实例化产品类，客户端可以省去与具体产品类的关联，降低了系统的耦合度。

- 可以将产品的创建和使用分离，客户端无需关心产品的创建过程，只需调用工厂类即可获取产品对象，符合开闭原则。

2. 缺点：

- 不符合开闭原则，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。

- 难以支持新种类的产品。如果添加新产品就需要修改工厂类的创建逻辑，违背了开闭原则。

3. 使用场景：

- 工厂类负责创建的对象比较少。

- 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。

4. 代码实例：

class Phone:

def __init__(self, brand, price):

self.brand = brand

self.price = price

def show(self):

print(f"{self.brand}的价格是{self.price}元")

class Factory:

def create_phone(self, brand, price):

if brand == "Huawei":

return Huawei()

elif brand == "Xiaomi":

return Xiaomi()

elif brand == "Apple":

return Apple()

else:

return None

# 创建工厂对象并生产产品

factory = Factory()

phone = factory.create_phone("Huawei", 3000)

phone.show()

在这个例子中，我们定义了一个 Phone 类，它有两个属性 brand 和 price ，以及一个方法 show 。然后，我们定义了一个 Factory 类，它有一个方法 create_phone ，根据传入的 brand 和 price 返回相应的 phone 对象。最后，我们创建了一个 Factory 对象 factory ，并调用 create_phone 方法来生产 phone 对象。根据传入的参数，工厂会返回相应的 phone 对象。

二、工厂方法模式

1. 优点：

- 符合开闭原则，在不修改工厂类的情况下，可以增加新的具体产品类。

- 工厂方法模式把具体产品的创建委托给相应的工厂类，客户端只需要知道具体产品类所对应的工厂类即可，无需关心产品的创建过程，符合迪米特法则。

2. 缺点：

- 在添加新产品时，需要同时添加新的工厂类，增加了系统的复杂度。

3. 使用场景：

- 工厂方法模式适用于产品种类较多的情况，可以将产品的创建和使用分离，便于系统的扩展和维护。

- 客户端不知道具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的工厂类即可，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。

4. 代码实例：

class Phone:

def __init__(self, brand, price):

self.brand = brand

self.price = price

def show(self):

print(f"{self.brand}的价格是{self.price}元")

class Factory:

def create_phone(self, brand):

if brand == "Huawei":

return Huawei()

elif brand == "Xiaomi":

return Xiaomi()

elif brand == "Apple":

return Apple()

else:

return None

# 创建工厂对象并生产产品

factory = Factory()

phone = factory.create_phone("Huawei")

phone.show()

在这个例子中，我们定义了一个 Phone 类，它有两个属性 brand 和 price ，以及一个方法 show 。然后，我们定义了一个 Factory 类，它有一个方法 create_phone ，根据传入的 brand 返回相应的 phone 对象。最后，我们创建了一个 Factory 对象 factory ，并调用 create_phone 方法来生产 phone 对象。根据传入的参数，工厂会返回相应的 phone 对象。

三、抽象工厂模式

1. 优点：

- 符合开闭原则，在不修改工厂类的情况下，可以增加新的产品族，在不修改客户端的情况下，可以增加新的具体产品。

- 抽象工厂模式可以提供更高的灵活性和扩展性，当需要增加新的产品族时，只需要添加新的具体工厂类即可，不需要修改已有代码，符合开闭原则。

2. 缺点：

- 抽象工厂模式的类层次结构比较复杂，不太适合小型项目。

3. 使用场景：

- 抽象工厂模式适用于需要创建一系列相关或相互依赖的对象的情况，可以将对象的创建和使用分离，便于系统的扩展和维护。

- 抽象工厂模式可以与工厂方法模式结合使用，将产品族的创建和具体产品的创建分离，进一步提高系统的灵活性和扩展性。

4. 代码实例：

class Phone:

def __init__(self, brand, price):

self.brand = brand

self.price = price

def show(self):

print(f"{self.brand}的价格是{self.price}元")

class Factory:

def create_phone(self, brand, series):

if brand == "Huawei":

if series == "Mate":

return Mate()

elif series == "P":

return P()

elif series == "Nova":

return Nova()

else:

return None

elif brand == "Xiaomi":

if series == "Mi":

return Mi()

elif series == "Redmi":

return Redmi()

else:

return None

elif brand == "Apple":

if series == "iPhone":

return iPhone()

elif series == "iPad":

return iPad()

else:

return None

else:

return None

# 创建工厂对象并生产产品

factory = Factory()

phone = factory.create_phone("Huawei", "Mate")

phone.show()

在这个例子中，我们定义了一个 Phone 类，它有两个属性 brand 和 price ，以及一个方法 show 。然后，我们定义了一个 Factory 类，它有一个方法 create_phone ，根据传入的 brand 和 series 返回相应的 phone 对象。最后，我们创建了一个 Factory 对象 factory ，并调用 create_phone 方法来生产 phone 对象。根据传入的参数，工厂会返回相应的 phone 对象。

总的来说，工厂模式是一种创建对象的设计模式，它将对象的创建和使用分离，客户端不需要知道具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的工厂类即可，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。

总结

刚刚我们分别讲了三种工厂模式的优缺点，应用场景，以及代码示例。我们来回顾一下：

一、简单工厂模式

优点：

1、提高灵活性；

2、降低系统耦合性；

3、符合开闭原则；

缺点：

1、会受到工厂类的影响；

2、添加需要修改工厂类；

使用场景：

1、创建比较少的对象；

2、客户端只关注传入工厂类的参数；

二、工厂方法模式

优点：

1、符合开闭原则；

2、符合迪米特法则；

缺点：

1、需要添加工厂类

使用场景：

1、产品种类较多情况；

2、客户端只需要知道对应工厂类；

三、抽象工厂模式

优点：

1、符合开闭原则；

2、更具灵活性和扩展性；

缺点：

1、层次结构复杂，不适合小型项目；

使用场景：

1、适用于需要创建一系列相关或相互依赖的对象的情况；

2、可以与工厂方法模式结合使用，将产品族的创建和具体产品的创建分离，进一步提高系统的灵活性和扩展性。

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