一、简单工厂模式的本质

简单工厂模式的本质是由一个工厂类根据传入的参数，动态决定应该创建哪一个产品类（这些产品类继承自一个父类或接口）的实例。 简单工厂模式的核心，它负责实现创建所有实例的内部逻辑。 工厂类的创建产品类的方法可以被外界直接调用，创建所需的产品对象。 简单工厂模式所创建的所有对象的父类，它负责描述所有实例所共有的公共接口。

二、简单工厂模式目的

将“类实例化的操作”与“使用对象的操作”分开，让使用者不用知道具体参数就可以实例化出所需要的“产品”类，从而避免了在客户端代码中显式指定，实现了解耦。 即使用者可直接消费产品而不需要知道其生产的细节。

三、示例场景

某个电脑公司的在线购物网站可售卖不同型号的笔记本电脑，网站需要为客户提供电脑的配置信息查看功能，每当用户想查看某个型号的电脑配置时，需要给出该型号电脑的CPU、内存大小、硬盘类型和大小、生产日期以及价格等信息。

注意事项：该公司可能每季度都有新型号的电脑上架。

四、代码实现及对比

4.1 原始实现方法

（1）主要实现思路

按照需要创建不同产品的类（X1和X1Pro两个类），通过在客户端程序中使用new关键字创建具体的产品类的实例。

（2）示例代码

X1Pro类定义

public class X1Pro implements IThinkpad{
    String cpu;
    int memory;
    int hardDriveCapacity;
    String hardDriveType;

    /*属性的getter、setter以及toString方法省略*/

    public String viewConfigInfo() {
        return "Thinkpad X1 Pro 配置信息如下：\n--"+cpu + "\n--" + memory + "\n--" + hardDriveCapacity + "\n--" + hardDriveType;
    }
}

X1类定义

public class X1 implements IThinkpad{
    String cpu;
    int memory;
    int hardDriveCapacity;
    String hardDriveType;

    /*属性的getter、setter以及toString方法省略*/

    public String viewConfigInfo() {
        return "Thinkpad X1 配置信息如下：\n--"+cpu + "\n--" + memory + "\n--" + hardDriveCapacity + "\n--" + hardDriveType;
    }
}

客户端类定义

public class OriginalMain {
    public static void main(String[] args) {
        /*原始方法创建使用X1和X1Pro类*/
        X1 x1 = new X1();
        x1.setCpu("英特尔 i7 10570U ");
        x1.setMemory(32);
        x1.setHardDriveType("Seagate SSD");
        x1.setHardDriveCapacity(1);
        System.out.println(x1.viewConfigInfo());

        X1Pro x1Pro = new X1Pro();
        x1Pro.setCpu("英特尔 i9 13770H ");
        x1Pro.setMemory(64);
        x1Pro.setHardDriveType("Seagate SSD");
        x1Pro.setHardDriveCapacity(2048);
        System.out.println(x1Pro.viewConfigInfo());
    }
}

4.2 工厂模式实现方法

X1Pro类定义同上。

X1类定义（X1类换一种方式，使用X1自带的创建方法createThinkPad()创建X1产品类实例）

public class X1 implements IThinkpad{
    String cpu;
    int memory;
    int hardDriveCapacity;
    String hardDriveType;

    /*属性的getter、setter以及toString方法省略*/

    public String viewConfigInfo() {
        return "Thinkpad X1 配置信息如下：\n--"+cpu + "\n--" + memory + "\n--" + hardDriveCapacity + "\n--" + hardDriveType;
    }
}

产品工厂类定义

public class ThinkpadFactory {
    public static IThinkpad creatThinkpad(String model){
        switch (model) {
            case "X1":
                X1 x1 = new X1();
                x1.createThinkPad("X1");
                return x1;
            case "X1Pro":
                X1Pro x1Pro = new X1Pro();
                x1Pro.setCpu("英特尔 i9 13770H ");
                x1Pro.setMemory(64);
                x1Pro.setHardDriveType("Seagate SSD");
                x1Pro.setHardDriveCapacity(2048);
                return x1Pro;
            default:
                throw new RuntimeException("Having no thinkpad of this model.");
        }
    }
}

客户端类定义

public class SimpleFactoryMain {
    public static void main(String[] args) {
        /*使用简单工厂模式创建使用X1和X1Pro类*/
        IThinkpad x11 = ThinkpadFactory.creatThinkpad("X1");
        System.out.println(x11.viewConfigInfo());
        IThinkpad x1p = ThinkpadFactory.creatThinkpad("X1Pro");
        System.out.println(x1p.viewConfigInfo());
    }
}

4.3 二者对比

可以看出，原始方法需要客户端创建产品类的实例对象，简单工厂模式下的客户端只需要创建产品工厂，然后由产品工厂来创建具体产品类的实例对象。这样避免了客户端直接使用new关键字创建具体的产品类实例（如X1或者X1Pro），这样降低了客户端对产品类的细节的了解，符合迪米特法则（即一个对象应当对其它对象有尽可能少的了解）。

在简单工厂模式下工厂类实现的时候，可以选择不同的方法来构建具体的产品类实例：1）产品工厂类内部调用产品类的创建方法实现产品制作（产品属性的赋值），如X1类的创建；2）产品工厂自己实现产品制作，如X1Pro类的创建。

五、简单工厂的UML类图

简单工厂通用UML类图

简单工厂中的角色：

（1）抽象产品类：抽象定义产品的通用属性和方法，可以用Java中的interface或者abstract class来实现；

（2）具体产品类：不同产品具有不同的属性值和方法实现；

（3）简单工厂类：负责按照客户端的“要求”（如参数、类的类型等），提供创建具体产品类的方法，产品类的创建（即new）在此类中实现并返回抽象产品类型的具体产品实例；

（4）客户端类：创建简单工厂类并向其传入响应产品的参数，接受产品工厂返回的产品类实例对象。

六、简单工厂的优缺点

（1）优点

• 封装，帮助封装简单工厂虽然很简单，但是非常友好地帮助我们实现了组件的封装，然后让组件外部能真正面向接口编程。
• 解耦，通过简单工厂，实现了客户端和具体实现类的解耦。

如同上面的例子，客户端根本就不知道具体是由那个类实现了具体产品（即，感知不到X1和X1Pro类的存在），也不知道具体产品是如何制作的（即，感知不到X1和X1Pro类中属性的赋值），客户端只是通过工厂获取它需要的产品对象实例（因为工厂返回的类对象是接口类型的，所以客户端还是无法感知具体的产品类的存在和实现，同时，未来新的产品类的增加也对客户端无影响）。

（2）缺点

• 可能增加客户端的复杂度，如果通过客户端的参数来选择具体的实现类，那么就必须让客户端能理解各个参数所代表的具体功能和含义，这样会增加客户端使用的难度，也部分暴露了内部实现，这种情况可以选用可配置的方式来实现。
• 不方便扩展子工厂，简单工厂模式通常使用静态工厂方法，这使得无法由子类继承，造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。不过，通常情况下是不需要为简单工厂创建子类的。（也可不通过静态方法实现）。

（3）问题

当新增具体产品类的时候，必须要修改工厂类中的代码，以实现具体产品类的创建，这就违背了开闭原则。出现这个问题的原因就是这个工厂类的职责过多，即生产X1类产品又生产X1Pro类产品，以及新增的产品类都需要在工厂类中创建，所以只要新增新的产品类必须修改工厂类。

解决这个问题的一个可行思路就是细化工厂类的职责，每个产品类有自己的工厂类，这就是下一篇中说的工厂方法设计模式的核心思想。