设计模式之简单工厂模式（学习笔记）

定义

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）是一种创建型设计模式，它定义一个用于创建对象的接口，但由一个单独的类来实现实际创建的工作。简单工厂模式通过在一个类中集中管理对象的创建过程，可以减少客户端与具体类之间的耦合，使得代码结构更加清晰和易于维护。通过专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。为什么使用简单工厂模式？

• 统一管理对象创建：
  
  
  
  • 简单工厂模式将对象的创建逻辑集中到一个工厂类中，客户端不需要知道具体的创建细节，只需调用工厂类提供的方法即可获得所需的对象，减少了客户端对类创建过程的依赖。
    
  
  
• 减少耦合：
  
  
  
  • 客户端与具体类之间的依赖被转移到了工厂类，客户端不再直接依赖具体类，从而降低了系统的耦合度。
    
  
  
• 更好的维护性：
  
  
  
  • 当需要更改对象的创建逻辑或引入新的对象类型时，只需修改工厂类，而不需要修改客户端代码，提高了系统的可维护性。
    
  
  

实现步骤

• 定义抽象产品类
  
  
  
  • 定义所有具体产品类的共同接口，客户端将通过这个接口来使用具体产品。
    
  
  
• 实现具体产品类
  
  
  
  • 实现产品接口的具体产品类，这些类包含了产品的实际业务逻辑。
    
  
  
• 定义工厂类
  
  
  
  • 定义一个工厂类，包含一个用于创建产品对象的静态方法，根据不同的参数来实例化不同的具体产品类，并返回产品接口类型的对象。
    
  
  

优缺点和适用场景

优点

• 统一管理对象创建
  
  
  
  • 将对象创建逻辑集中管理，使代码更加清晰易懂。
    
  
  
• 减少客户端与具体类的耦合
  
  
  
  • 客户端只需依赖于产品接口和工厂类，不再直接依赖具体产品类。
    
  
  
• 便于扩展和维护
  
  
  
  • 添加新产品类时，只需修改工厂类，客户端代码无需变动。
    
  
  

缺点

• 工厂类的职责过重
  
  
  
  • 工厂类集中了所有产品对象的创建逻辑，可能导致代码过于复杂，不利于扩展。
    
  
  
• 不符合开闭原则
  
  
  
  • 添加新产品时需要修改工厂类的代码，违背了开闭原则。
    
  
  

适用场景

• 对象创建逻辑复杂
  
  
  
  • 当对象的创建过程较为复杂时，可以使用简单工厂模式将创建逻辑集中管理，简化客户端代码。
    
  
  
• 客户端不需要关心对象的创建细节
  
  
  
  • 当客户端不需要知道对象的创建过程，只需使用对象时，可以使用简单工厂模式隐藏创建细节。
    
  
  

咖啡店的例子

假设我们有一个咖啡店，根据客户的需求生产不同类型的咖啡。我们可以使用简单工厂模式来实现咖啡的创建。[code]#include #include #include // 抽象产品类：咖啡class Coffee {public:    virtual ~Coffee() {}    virtual std::string getDescription() const = 0;    virtual double cost() const = 0;};// 具体产品类：美式咖啡class Americano : public Coffee {public:    std::string getDescription() const override {        return "Americano";    }    double cost() const override {        return 5.0;    }};// 具体产品类：拿铁咖啡class Latte : public Coffee {public:    std::string getDescription() const override {        return "Latte";    }    double cost() const override {        return 6.0;    }};// 简单工厂类class CoffeeFactory {public:    enum CoffeeType {        AMERICANO,        LATTE    };    static std::shared_ptr createCoffee(CoffeeType type) {        switch (type) {            case AMERICANO:                return std::make_shared();            case LATTE:                return std::make_shared();            default:                return nullptr;        }    }};int main() {    // 创建美式咖啡    std::shared_ptr americano = CoffeeFactory::createCoffee(CoffeeFactory::AMERICANO);    std::cout