設計模式筆記：從簡單工廠到工廠方法模式的演進

簡單工廠模式：起步與局限

核心思想：一個工廠類根據參數決定創建哪種產品對象，將對象創建邏輯封裝，客戶端無需知道具體類名。

class AnimalFactory {
public:
    static Animal* createAnimal(string type) {
        if (type == "Human") return new Human();
        if (type == "Bird") return new Bird();
        return nullptr;
    }
};

優點：客戶端解耦具體類，創建邏輯集中管理。
缺點：違反開閉原則——新增產品需修改工廠類源碼（增加 if/else 分支），不利於擴展。

工廠方法模式：解決擴展性問題

定義：定義一個創建對象的接口，由子類決定實例化哪個類。將創建責任下放到子類，實現「開閉原則」。

結構

• Product（抽象產品）：如 Animal，聲明公共接口。
• ConcreteProduct（具體產品）：如 Human, Bird。
• Factory（抽象工廠）：聲明工廠方法 create()。
• ConcreteFactory（具體工廠）：如 HumanFactory, BirdFactory，實現 create() 返回對應產品。

代碼示例

// 抽象產品
class Animal { public: virtual void func() = 0; };
// 具體產品
class Human : public Animal { void func() override { cout << "I am a human. I can walk!"; } };
class Bird : public Animal { void func() override { cout << "I am a bird. I can fly!"; } };
// 抽象工廠
class AnimalFactory { public: virtual Animal* create() = 0; };
// 具體工廠
class HumanFactory : public AnimalFactory { Animal* create() override { return new Human(); } };
class BirdFactory : public AnimalFactory { Animal* create() override { return new Bird(); } };

// 客戶端
int main() {
    AnimalFactory* factory = new HumanFactory();
    Animal* a = factory->create(); a->func(); // I am a human...
    factory = new BirdFactory();
    a = factory->create(); a->func();       // I am a bird...
}

對比總結

進一步思考：抽象工廠模式

若需創建相關/依賴的產品族（如不同風格的 UI 組件：WinButton/WinMenu, MacButton/MacMenu），則需抽象工廠模式：一個工廠接口包含多個創建方法（createButton(), createMenu()），每個具體工廠生產一整族產品。

核心原則

• 依賴倒置：高層模塊（客戶端）不依賴低層模塊（具體產品/工廠），雙方依賴抽象。
• 單一職責：每個具體工廠只負責一種產品的創建。
• 開閉原則：對擴展開放（新增工廠/產品），對修改關閉（不動核心代碼）。