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简单工厂模式

约 747 个字 35 行代码 2 张图片 预计阅读时间 4 分钟

场景：面试受挫的计算器

小菜在面向对象语言的面试题里，用 if-else / switch 写了一个“能跑”的计算器，却迟迟没有收到录用通知。大鸟指出：代码无错只是及格线，出题人真正想考察的是 如何用面向对象的方式组织变化。

初学者常犯两类问题：

  1. 命名与结构：变量名含糊（如 A、B）、缺少异常处理、除零未校验。
  2. 设计层面：把所有逻辑堆在一个 Main 里，用计算机思维而非对象思维描述问题——程序只为满足当前需求，难以维护、扩展与复用。

大鸟用 活字印刷 类比面向对象：刻版印刷改一个字就要整块重刻；活字印刷只需替换单个字模。对应到软件里，就是把 易变的部分 从稳定流程中拆出来，通过多态与封装应对变化。

什么是简单工厂模式

简单工厂（Simple Factory）是一种 创建型 编程习惯，不属于 GoF 23 种设计模式，但在工程中极为常见。

其核心思想是：把“实例化哪一个具体类”的决定，集中到一个工厂类中，客户端只向工厂要产品，而不直接 new 具体类。

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）：用一个工厂类根据参数创建不同产品，返回抽象产品类型。

简单工厂模式类图

角色说明

角色 说明
抽象产品 定义产品的公共接口，如 Operation
具体产品 实现加减乘除等具体运算
简单工厂 根据运算符创建对应 Operation 实例

优点与局限

优点：客户端与具体产品解耦；创建逻辑集中，便于维护。

局限：每增加一种运算，通常要 修改工厂类 的 switch，违反 开放-封闭原则。这也是后续引入 工厂方法模式（第 8 章）和 策略模式（第 2 章）的动机。

简单实现

Java
// 抽象运算类
abstract class Operation {
    double numberA;
    double numberB;
    abstract double getResult();
}

// 具体运算
class OperationAdd extends Operation {
    @Override double getResult() { return numberA + numberB; }
}
class OperationSub extends Operation {
    @Override double getResult() { return numberA - numberB; }
}
// ... Mul、Div 类似

// 简单工厂
class OperationFactory {
    static Operation createOperate(String operate) {
        Operation oper = null;
        switch (operate) {
            case "+": oper = new OperationAdd(); break;
            case "-": oper = new OperationSub(); break;
            case "*": oper = new OperationMul(); break;
            case "/": oper = new OperationDiv(); break;
        }
        return oper;
    }
}

// 客户端
Operation oper = OperationFactory.createOperate("+");
oper.numberA = 1;
oper.numberB = 2;
double result = oper.getResult();

界面是控制台、Windows 还是 Web，都可以复用上述运算与工厂逻辑——业务封装 与 松耦合 正是简单工厂带来的第一层收益。

与 UML 类图

本章还介绍了 UML 类图的基本读法（见 UML 类图）：继承（空心三角）、实现（虚线空心三角）、关联、聚合、组合、依赖等关系，是阅读后续各模式结构图的基础。

小结

要点 内容
本质 集中创建对象，返回抽象类型
适用 产品种类少、变化不频繁
演进 变化增多时 → 工厂方法 / 抽象工厂 / 策略

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