前面寫到簡單工廠模式雖然比較簡單,將實例的創建和使用分類,客戶端只需使用由工廠類創建的對象即可,無需關心對象的創建過程。但是這個系統仍然存在問題:
1)工廠類過于龐大,包含了大量的if判斷語句代碼,導致維護和測試難度增加;
2)當前只存在一個工廠類,在需要添加新產品時,由于靜態工廠方法通過傳入參數創建不同的產品,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行優化,使其具有更好的靈活性和擴展性。這也是工廠方法模式的由來。
工廠方法模式(Factory Method Pattern)是簡單工廠模式的進一步抽象和推廣。在工廠方法模式中,不再提供一個統一的工廠類來創建所有的產品對象,而是針對不同產品提供不同的工廠,使每個工廠只負責創建對應的產品。
工廠方法模式,是對簡單工廠模式進行重構,即定義一個用于創建對象的接口,讓子類決定實例化哪個類。工廠方法使一個類的實例化延遲到其子類。
工廠方法模式包含以下主要角色:
工廠方法模式的主要優點:
可能的缺點:
我們使用 Typescript 代碼來實現一個簡單的工廠方法模式:
首先定義抽象產品類和具體產品類:
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品,不關心實際產品類名。
我們可以使用泛型來定義產品類型:
interface FoodFactory<T extends Food> { createFood(): T; }// 實現時指定泛型class HamburgerFactory implements FoodFactory<Hamburger> { // ...}
這樣可以使工廠方法返回類型更加明確。
工廠方法也可以簡單實現為函數:
function createFood(type: 'Hamburger' | 'Hotdog') { switch(type) { case 'Hamburger': return new Hamburger(); case 'Hotdog': return new Hotdog(); }}
這種方式更簡單,降低了代碼的復雜度,但缺少面向對象的靈活性。
簡單工廠模式中工廠類負責所有產品的創建;而工廠方法模式中每一個具體工廠類只負責創建對應的一個產品,它將產品的創建推遲到子類。
兩者區別主要在:
簡單工廠適合產品種類少的情況,工廠方法適合產品不斷擴展的場景。
我們可以使用工廠方法模式實現一個游戲工廠,用于生成不同類型的游戲對象。
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();
客戶端只需要關心游戲類型,而不關心具體類名。
工廠方法模式是一種廣泛使用的設計模式,它具有以下核心特點:
綜上,工廠方法模式通過面向對象封裝了對象創建過程,實現低耦合、高內聚的代碼,給系統提供了靈活的產品擴展方式,是非常流行與常用的設計模式。
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