一、寫(xiě)在前面

工廠模式是最常見(jiàn)的一種創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式，通常說(shuō)的工廠模式指的是工廠方法模式，是使用頻率最高的工廠模式。簡(jiǎn)單工廠模式又稱為靜態(tài)工廠方法模式，不屬于GoF 23種設(shè)計(jì)模式，它屬于類(lèi)創(chuàng)建型模式，是其它工廠模式的入門(mén)。jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

二、游戲工廠的設(shè)計(jì)

ONEGAME游戲公司計(jì)劃開(kāi)發(fā)一條游戲生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線可以向玩家提供不同類(lèi)型的游戲，例如：RGP游戲、MMORGP游戲、MOBA游戲以及FPS游戲等。為了提供這些游戲，游戲公司需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)游戲工廠，來(lái)創(chuàng)建這些游戲的實(shí)例。jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

ONEGAME游戲公司提出了初始設(shè)計(jì)方案，就是將所有類(lèi)型的游戲的實(shí)現(xiàn)代碼封裝到一個(gè)Game類(lèi)中，然后通過(guò)Game工廠來(lái)創(chuàng)建實(shí)例。實(shí)現(xiàn)代碼如下：jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

class Game{  private type: string;//游戲類(lèi)別  constructor(type: string, data: any) {    this.type = type;    if(type.toLocaleLowerCase() === 'fps'){      // 初始化FPS游戲    }else if(type.toLocaleLowerCase() === 'rpg'){      // 初始化RPG游戲    }else if(type.toLocaleLowerCase() === 'moba'){      // 初始化MOBA游戲    }  }  play(){    if(this.type.toLocaleLowerCase() === 'fps'){      // 玩FPS游戲    }else if(this.type.toLocaleLowerCase() === 'rpg'){      // 玩RPG游戲    }else if(this.type.toLocaleLowerCase() === 'moba'){      // 玩MOBA游戲    }  }}

上面的代碼實(shí)現(xiàn)了游戲的創(chuàng)建和玩游戲的功能，但是這樣的設(shè)計(jì)存在以下問(wèn)題：jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

• Game類(lèi)的代碼會(huì)越來(lái)越臃腫，而且違反了單一職責(zé)原則，不利于代碼的維護(hù)和擴(kuò)展。
• 在需要對(duì)Game類(lèi)進(jìn)行擴(kuò)展新游戲的時(shí)候，需要對(duì)源碼進(jìn)行修改，這就違反了開(kāi)閉原則。
• 用戶只能通過(guò)new關(guān)鍵字來(lái)直接創(chuàng)建實(shí)例，而不是通過(guò)Game工廠來(lái)創(chuàng)建實(shí)例，耦合性高，對(duì)象創(chuàng)建和使用無(wú)法分離。

為了解決上面的問(wèn)題，我們可以對(duì)Game類(lèi)進(jìn)行重構(gòu)，將其拆分成多個(gè)游戲類(lèi)，每個(gè)游戲類(lèi)只負(fù)責(zé)自己的初始化和玩游戲的功能，這樣就可以避免代碼臃腫和違反單一職責(zé)原則的問(wèn)題。但是這樣做還是無(wú)法解決對(duì)象創(chuàng)建和使用無(wú)法分離的問(wèn)題，我們可以通過(guò)簡(jiǎn)單工廠模式來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

三、簡(jiǎn)單工廠模式

簡(jiǎn)單工廠的設(shè)計(jì)思想就是，將創(chuàng)建不同對(duì)象的相關(guān)的代碼封裝到不同的類(lèi)中，即具體產(chǎn)品類(lèi)，這樣就可以避免代碼的臃腫和違反單一職責(zé)原則的問(wèn)題。將它們的公共代碼抽象到和封裝到一個(gè)抽象產(chǎn)品類(lèi)中，每個(gè)具體類(lèi)都是抽象產(chǎn)品類(lèi)的子類(lèi)。然后通過(guò)一個(gè)工廠類(lèi)來(lái)創(chuàng)建這些具體產(chǎn)品類(lèi)的實(shí)例，通過(guò)傳入的參數(shù)不同創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的具體產(chǎn)品對(duì)象。jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

什么是簡(jiǎn)單工廠模式

簡(jiǎn)單工廠模式：定義一個(gè)工廠類(lèi)，通過(guò)傳入?yún)?shù)來(lái)創(chuàng)建不同的具體產(chǎn)品類(lèi)的實(shí)例，被創(chuàng)建的實(shí)例都具有共同的父類(lèi)。jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

簡(jiǎn)單工廠模式結(jié)構(gòu)包括三個(gè)角色：jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

• 工廠類(lèi)：創(chuàng)建具體產(chǎn)品類(lèi)的實(shí)例的工廠類(lèi)，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建具體產(chǎn)品實(shí)例的內(nèi)部邏輯。工廠類(lèi)可以被外界直接調(diào)用，創(chuàng)建所需的產(chǎn)品對(duì)象。
• 抽象產(chǎn)品類(lèi)：創(chuàng)建具體產(chǎn)品類(lèi)的實(shí)例的抽象產(chǎn)品類(lèi)，它是需要工廠類(lèi)所創(chuàng)建的所有具體產(chǎn)品類(lèi)的公共父類(lèi)，封裝了各種產(chǎn)品對(duì)象的公有方法。
• 具體產(chǎn)品類(lèi)：具體產(chǎn)品類(lèi)的實(shí)例，是簡(jiǎn)單工廠模式的創(chuàng)建目標(biāo)，它繼承抽象產(chǎn)品類(lèi)的公共父類(lèi)，所有被創(chuàng)建的對(duì)象都是這個(gè)產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的具體產(chǎn)品類(lèi)的實(shí)例。

使用簡(jiǎn)單工廠模式優(yōu)化上面的代碼，以實(shí)現(xiàn)一個(gè)游戲工廠為為例，實(shí)現(xiàn)可以生產(chǎn)不同類(lèi)型的游戲?yàn)槟康摹Ｊ紫榷x一個(gè)抽象產(chǎn)品類(lèi)Game，然后定義具體產(chǎn)品類(lèi)FPSGame、RPGGame、MOBAGame，最后定義一個(gè)工廠類(lèi)GameFactory，通過(guò)傳入不同的參數(shù)來(lái)創(chuàng)建不同的游戲?qū)嵗?span style="display:none">jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

// 游戲接口：抽象產(chǎn)品類(lèi)interface Game {  play(): void;}// 各種游戲的具體實(shí)現(xiàn)類(lèi)：具體產(chǎn)品類(lèi)// FPS游戲class FPSGame implements Game{  play() {    console.log('FPS游戲');  }}// RPG游戲class RPGGame implements Game {  play() {    console.log('RPG游戲');  }}// MOBA游戲class MOBAGame implements Game {  play() {    console.log('MOBA游戲');  }}// 游戲工廠：創(chuàng)建具體產(chǎn)品類(lèi)的實(shí)例的工廠類(lèi)class GameFactory {  static createGame(type: string): Game {    this.type = type;    switch (this.type) {      case 'RPG':        return new RPGGame();      case 'MOBA':        return new MOBAGame();      case 'FPS':        return new FPSGame();      default:        throw new Error('Unknown game type');    }  }}

用戶實(shí)際使用創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的游戲：jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

// 獲取RGP游戲const rgpGame = GameFactory.createGame('RPG');rgpGame.play();// 獲取MOBA游戲const mobaGame = GameFactory.createGame('MOBA');mobaGame.play();

在實(shí)際使用中，客戶端代碼只需要傳入類(lèi)型參數(shù)，就可以獲取得到對(duì)應(yīng)的游戲?qū)ο螅恍枰P(guān)系對(duì)象的具體實(shí)現(xiàn)。這就符合簡(jiǎn)單工廠模式的設(shè)計(jì)思想。jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

簡(jiǎn)單工廠模式的優(yōu)點(diǎn)

• 封裝實(shí)例化過(guò)程：簡(jiǎn)單工廠模式在一個(gè)工廠類(lèi)中封裝了實(shí)例化對(duì)象的過(guò)程，創(chuàng)建對(duì)象的細(xì)節(jié)被隱藏在工廠類(lèi)中，外界無(wú)需關(guān)心對(duì)象是如何被創(chuàng)建出來(lái)的。
• 定義統(tǒng)一接口：工廠類(lèi)所創(chuàng)建的對(duì)象都實(shí)現(xiàn)了一個(gè)共同的接口，對(duì)外提供一致的使用方式。
• 通過(guò)參數(shù)創(chuàng)建不同實(shí)例：客戶端只需要傳入不同的參數(shù)給工廠類(lèi)，就可以獲取不同的對(duì)象實(shí)例，而不需要知道具體類(lèi)名。
• 實(shí)現(xiàn)解耦：簡(jiǎn)單工廠模式實(shí)現(xiàn)了客戶端與產(chǎn)品類(lèi)的解耦，客戶端不需要知道所創(chuàng)建對(duì)象的具體實(shí)現(xiàn)，只需要知道參數(shù)即可。
• 優(yōu)化開(kāi)閉原則：當(dāng)需要新增一個(gè)產(chǎn)品類(lèi)時(shí)，只需要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一接口，然后在工廠類(lèi)中添加對(duì)應(yīng)類(lèi)型即可，無(wú)需修改客戶端代碼。
• 高內(nèi)聚，低耦合：每個(gè)產(chǎn)品類(lèi)只關(guān)心自己的功能實(shí)現(xiàn)，不關(guān)心實(shí)例化過(guò)程;客戶端不依賴具體類(lèi)。使代碼內(nèi)聚性高、耦合度低。

四、簡(jiǎn)單工廠模式的優(yōu)化

使用泛型優(yōu)化工廠類(lèi)

在上面的實(shí)現(xiàn)中，工廠類(lèi)的創(chuàng)建方法返回的是Game接口類(lèi)型，缺點(diǎn)是客戶端得到的對(duì)象類(lèi)型信息不全，對(duì)此可以使用泛型來(lái)改進(jìn)：jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

// 游戲接口：抽象產(chǎn)品類(lèi)interface Game {  play(): void;}class FPSGame implements Game {  //...}class RPGGame implements Game {  //...}class MOBAGame implements Game {  //...}class GameFactory{  static createGame<T extends Game>(type: string): T{    //...  }}

這樣在客戶端代碼得到的對(duì)象類(lèi)型信息更加準(zhǔn)確。jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

const rgpGame = GameFactory.createGame<RPGGame>('RPG');//  rgpGame的類(lèi)型是RPGGame，而不是Game

使用泛型優(yōu)化工廠類(lèi)的優(yōu)化

上面的代碼中，所有的產(chǎn)品類(lèi)都需要實(shí)現(xiàn) Game 接口，這樣會(huì)存在代碼重復(fù)的問(wèn)題。我們可以引入一個(gè)泛型接口 IGame來(lái)改進(jìn)：jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

interface IGame<T> {  play(): void;  info(): T; }class RPGGame implements IGame<string> {  play() {    // ...  }    info() {    return 'RPG';   }}class MOBAGame implements IGame<string> {  play() {    // ...  }    info() {    return 'MOBA';  }}class FPSGame implements IGame<string> {  // ...}

這樣每個(gè)產(chǎn)品類(lèi)就可以定制自己的 info 方法返回值類(lèi)型了。jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

使用抽象類(lèi)改進(jìn)產(chǎn)品類(lèi)

上面的代碼還存在問(wèn)題：所有產(chǎn)品類(lèi)都需要實(shí)現(xiàn) play 方法，這會(huì)導(dǎo)致重復(fù)代碼。我們可以使用抽象類(lèi)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題：jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

abstract class GameBase {  play() {    // 默認(rèn)游戲邏輯  } }class RPGGame extends GameBase implements IGame<string> {  info() {    return 'RPG';  }}class MOBAGame extends GameBase implements IGame<string> {  // ...}class FPSGame extends GameBase implements IGame<string> {  // ...}

這樣產(chǎn)品類(lèi)就不需要重復(fù)實(shí)現(xiàn) play 方法了，只需要繼承 GameBase 并實(shí)現(xiàn) info 方法即可。jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

使用配置文件創(chuàng)建工廠類(lèi)

上面的代碼中，工廠類(lèi)的創(chuàng)建方法需要傳入一個(gè)類(lèi)型參數(shù)，這樣會(huì)導(dǎo)致客戶端代碼需要知道具體的類(lèi)型參數(shù)，這樣就會(huì)破壞簡(jiǎn)單工廠模式的封裝性。我們可以使用配置文件來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題：jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

class GameConfig {  static gameTypes = {    'RPG': RPG,    'MOBA': MOBA,    'FPS': FPS  }}

工廠類(lèi)讀取配置創(chuàng)建對(duì)象：jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

class GameFactory {  static createGame(type: string) {    const Constructor = GameConfig.gameTypes[type];    if (!Constructor) {      throw new Error('Unknown type');      }    return new Constructor();  }}

這樣當(dāng)需要新增游戲類(lèi)型時(shí)，只需要在配置類(lèi)中添加新的類(lèi)型和類(lèi)即可，工廠類(lèi)的代碼無(wú)需修改。jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

利用依賴注入實(shí)現(xiàn)解耦

我們還可以通過(guò)依賴注入進(jìn)一步解耦:jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

@injectable()class GameFactory {  constructor(    @inject(GameConfig.gameTypes.RPG) private rpgGame: Game,    @inject(GameConfig.gameTypes.MOBA) private mobaGame: Game,    @inject(GameConfig.gameTypes.FPS) private fpsGame: Game  ) {}  createGame(type: string) {    switch(type) {      // ...    }  }}

這樣工廠類(lèi)不再負(fù)責(zé)創(chuàng)建對(duì)象，而是通過(guò)注入的方式獲取對(duì)象實(shí)例，大大提升了靈活性。jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

五、完整代碼示例

下面是使用 TypeScript 深入解析簡(jiǎn)單工廠模式的示例，通過(guò)工廠類(lèi)和產(chǎn)品類(lèi)的抽象與解耦，可以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建對(duì)象邏輯的集中和優(yōu)化，提高代碼的靈活性和擴(kuò)展性。TypeScript 通過(guò)接口、泛型和抽象類(lèi)等特性增強(qiáng)了簡(jiǎn)單工廠模式的實(shí)現(xiàn)。掌握設(shè)計(jì)模式對(duì)編寫(xiě)優(yōu)雅可擴(kuò)展的 TypeScript 代碼很有幫助。jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

// 游戲接口interface Game {  play(): void;}// 泛型游戲接口 interface IGame<T> {  play(): void;  info(): T;}// 抽象游戲類(lèi)abstract class GameBase {  play() {    console.log('Playing game...');  }}// RPG游戲類(lèi)class RPG extends GameBase implements IGame<string> {  info() {    return 'RPG';   }}// MMORPG游戲類(lèi)  class MMORPG extends GameBase implements IGame<string> {  info() {    return 'MMORPG';  }}// FPS游戲類(lèi)class FPS extends GameBase implements IGame<string> {  info() {    return 'FPS';   }}// 配置類(lèi)class GameConfig {  static gameTypes = {    'RPG': RPG,    'MMORPG': MMORPG,    'FPS': FPS  }}// 工廠類(lèi)class GameFactory {  static createGame(type: string) {    const Constructor = GameConfig.gameTypes[type];    if (!Constructor) {      throw new Error('Unknown type');    }    return new Constructor();  }}// 客戶端const rpgGame = GameFactory.createGame<RPG>('RPG');rpgGame.play();console.log(rpgGame.info());const fpsGame = GameFactory.createGame<FPS>('FPS');fpsGame.play();console.log(fpsGame.info());

六、簡(jiǎn)單工廠模式和單例模式的區(qū)別

1. 用途不同

簡(jiǎn)單工廠模式是一種創(chuàng)建對(duì)象的設(shè)計(jì)模式，它通過(guò)工廠類(lèi)來(lái)創(chuàng)建產(chǎn)品對(duì)象，主要目的是將對(duì)象創(chuàng)建的過(guò)程封裝起來(lái)，便于管理和維護(hù)。jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

而單例模式是一種確保某個(gè)類(lèi)只有一個(gè)實(shí)例的設(shè)計(jì)模式，它的目的是在整個(gè)軟件系統(tǒng)中，對(duì)某個(gè)類(lèi)只創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象實(shí)例，避免浪費(fèi)資源。jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

2. 實(shí)現(xiàn)方式不同

簡(jiǎn)單工廠模式是通過(guò)工廠類(lèi)的靜態(tài)方法創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例，可以創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例。jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

單例模式是在類(lèi)中定義一個(gè)靜態(tài)變量保存單例實(shí)例，并通過(guò)一個(gè)靜態(tài)方法來(lái)獲取這個(gè)實(shí)例，確保只創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例。jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

3. 使用場(chǎng)景不同

簡(jiǎn)單工廠模式用于創(chuàng)建同一類(lèi)產(chǎn)品的不同對(duì)象實(shí)例，客戶端無(wú)需知道具體產(chǎn)品類(lèi)的類(lèi)名。jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

單例模式用于創(chuàng)建對(duì)唯一實(shí)例有需求的對(duì)象，如線程池、緩存、日志對(duì)象等。jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

小結(jié)一下，簡(jiǎn)單工廠模式關(guān)注創(chuàng)建不同實(shí)例，單例模式關(guān)注如何只創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例。二者解決的問(wèn)題和應(yīng)用場(chǎng)景不同，但可以結(jié)合使用，工廠類(lèi)可以返回單例對(duì)象。jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

七、總結(jié)

通過(guò)上面的示例，我們使用 TypeScript 從多個(gè)方面對(duì)簡(jiǎn)單工廠模式進(jìn)行了深入解析，包括:jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

• 使用泛型優(yōu)化工廠方法的返回類(lèi)型
• 使用泛型接口減少產(chǎn)品類(lèi)代碼重復(fù)
• 使用抽象類(lèi)提取產(chǎn)品類(lèi)公共代碼
• 使用配置文件動(dòng)態(tài)創(chuàng)建產(chǎn)品類(lèi)實(shí)例

簡(jiǎn)單工廠模式的優(yōu)點(diǎn):jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

• 將對(duì)象創(chuàng)建的過(guò)程封裝在工廠類(lèi)中，實(shí)現(xiàn)了解耦
• 客戶端無(wú)須知道所創(chuàng)建具體產(chǎn)品類(lèi)的類(lèi)名
• 可以方便地?cái)U(kuò)展新的具體產(chǎn)品類(lèi)

簡(jiǎn)單工廠模式的缺點(diǎn):jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

• 工廠類(lèi)職責(zé)較重，所有產(chǎn)品創(chuàng)建邏輯都集中在工廠類(lèi)
• 如果產(chǎn)品類(lèi)型較多，工廠類(lèi)會(huì)變得很復(fù)雜
• 擴(kuò)展新的產(chǎn)品困難，需要修改工廠類(lèi)代碼

簡(jiǎn)單工廠模式通過(guò)工廠類(lèi)和產(chǎn)品類(lèi)的解耦，可以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建對(duì)象邏輯的集中化和優(yōu)化，是非常常用和靈活的一種設(shè)計(jì)模式。TypeScript 通過(guò)接口、泛型和抽象類(lèi)等特性，可以更優(yōu)雅地實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單工廠模式，提高代碼的復(fù)用性和擴(kuò)展性。jlx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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