PHP 設計模式精講（二）：簡單工廠模式與工廠模式深度解析

PHP 設計模式精講（二）：簡單工廠模式與工廠模式深度解析

接續上篇單例模式，本文深入剖析創建型模式中的兩大經典——簡單工廠模式與工廠模式，通過計算器與交通工具兩個實戰案例，展示其結構差異、優缺點及適用場景。

一、簡單工廠模式

定義與定位

• 屬於創建型模式，又稱靜態工廠方法模式。
• 不屬於 GOF 23 種經典設計模式，是工廠模式家族的特殊簡化實現。
• 核心：一個工廠類根據傳入參數決定創建哪種產品實例。

核心優勢

1. 封裝實例化邏輯：客戶端無需知道具體類名，只需傳參數（如 '+'、'-'），降低耦合。
2. 集中維護：新增/修改產品類時，僅調整工廠類 switch 分支，不動用戶端代碼（符合開閉原則的部分精神）。

經典案例：四則運算計算器

<?php
/** 簡單工廠模式——經典運算符例子 */
abstract class Operation {
    protected $numA, $numB;
    public function __construct($a, $b) { $this->numA = $a; $this->numB = $b; }
    abstract public function doing();
    // 靜態工廠方法
    public static function create($operation, $a, $b) {
        switch ($operation) {
            case '+': return new OperationAdd($a, $b);
            case '-': return new OperationMinus($a, $b);
            // case '*': case '/': ... 擴展需修改此處
            default: throw new Exception('不支持的運算符');
        }
    }
}
class OperationAdd extends Operation {
    public function doing() { return $this->numA + $this->numB; }
}
class OperationMinus extends Operation {
    public function doing() { return $this->numA - $this->numB; }
}

// 客戶端調用
$test = Operation::create('+', 2, 56);
echo $test->doing(); // 58
?>

缺點與局限

• 違反開閉原則 (OCP)：新增運算符（如 *、/、%）必須修改工廠類 switch 代碼。
• 職責過重：所有創建邏輯集中在一個類，隨產品增加變得臃腫。

二、工廠模式

定義與定位

• GOF 23 種模式之一，又稱多態性工廠。
• 核心：定義一個創建對象的接口，由子類決定實例化哪個類。
• 結構包含：抽象產品、具體產品、抽象工廠、具體工廠 四大角色。

經典案例：交通工具工廠

<?php
/** 工廠模式——交通工具例子 */
// 抽象產品
interface Vehicle { public function runing(); }
// 具體產品
class Car implements Vehicle { public function runing() { echo "My speed is 120KM/h\r"; } }
class Bicycle implements Vehicle { public function runing() { echo "My speed is 30KM/h\r"; } }

// 抽象工廠
interface VehicleFactory { public static function get(): Vehicle; }
// 具體工廠
class CarFactory implements VehicleFactory { public static function get(): Vehicle { return new Car(); } }
class BicycleFactory implements VehicleFactory { public static function get(): Vehicle { return new Bicycle(); } }

// 客戶端調用
$vehicle = BicycleFactory::get();
$vehicle->runing(); // My speed is 30KM/h
?>

優缺點對比

實戰優化：簡單工廠 + 工廠模式混合

將相似產品族合併到一個工廠類，例如「陸地交通工具工廠」統管汽車、自行車、摩托車；「水上交通工具工廠」統管輪船、潛艇。兼顧擴展性與類數量控制。

總結與選型建議

• 簡單工廠：產品種類固定、變化極少、邏輯簡單（如運算符、日誌驅動選擇）。
• 工廠模式：產品族清晰、頻繁新增產品、團隊協作需嚴格解耦（如支付渠道、消息推送通道、文件存儲驅動）。
• 進階：當產品族需跨平台/多維度變化時，考慮抽象工廠模式（下篇講解）。

設計模式無優劣，只有適不適合。理解其解決什麼問題、付出什麼代價，才是架構師的核心修養。