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工厂模式比较

本文将对下列概念之间的差异进行说明

  1. 工厂
  2. 构建方法
  3. 静态构建 或工厂 方法
  4. 简单工厂
  5. 工厂方法
  6. 抽象工厂

你可以在网上找到这些术语的参考信息 尽管它们看上去相似 但其含义都不一样 许多人没有意识到这一点 从而出现了混淆和误解

因此让我们搞清楚其中的不同之处 一劳永逸地解决这个问题

1. 工厂

工厂是一个含义模糊的术语 表示可以创建一些东西的函数 方法或类 最常见的情况下 工厂创建的是对象 但是它们也可以创建文件和数据库记录等其他东西

例如 下面这些东西都可以非正式地被称为 工厂

  • 创建程序 GUI 的函数或方法
  • 创建用户的类
  • 以特定方式调用类构造函数的静态方法
  • 一种创建型设计模式

当某人说到 工厂 这个词时 其具体含义通常可以根据上下文来确定 但如果你有疑问 可以直接提问 毕竟作者本人有时候也没有搞清楚

2. 构建方法

构建方法在 重构与模式 中被定义为 创建对象的方法 这意味着每个工厂方法模式的结果都是 构建方法 但反过来则并非如此 这也意味着你可以用 构建方法 来替代马丁·福勒在重构中使用的 工厂方法 和乔斯华·布洛克在 Effective Java 中使用的 静态工厂方法

在实际中 构建方法只是构造函数调用的封装器 它可能只是一个能更好地表达意图的名称 此外 它可以让你的代码独立于构造函数的改动 甚至还可以包含一些特殊的逻辑 返回已有对象以而不是创建新对象

许多人会仅仅因为这些方法创建了新对象而称之为 工厂方法 其中的逻辑很直接 所有的工厂都会创建对象 而该方法会创建对象 所以显然它是一个工厂方法 当遇到真正的工厂方法 这自然会造成许多混淆

在下面的示例中 next 是一个构建方法

class Number {
    private $value;

    public function __construct($value) {
        $this->value = $value;
    }

    public function next() {
        return new Number ($this->value + 1);
    }
}

3. 静态构建方法

静态构建方法是被声明为 static的构建方法 换句话说 你无需创建对象就能在某个类上调用该方法

不要因为某些人将这些方法称为 静态工厂方法 而被其迷惑 这种称呼只是一个坏习惯 工厂方法是一种依赖于继承的设计模式 如果将它设置为 static  你就不能在子类中对其进行扩展 这就破坏了该模式的目的

当静态构建方法返回一个新对象时 它就成为了构造函数的替代品

在下列情况中 这可能会非常实用

  • 你必须针对不同的目的提供多个不同的构造函数 但是其签名相同时 例如 在 Java C++ C# 以及其他许多语言中不可能同时存在 Random­(int max) Random­(int min) 函数 最常用的变通方式是创建多个调用默认构造函数的静态方法 并于稍后再设置适当的数值

  • 你希望复用已有对象而不是初始化新对象时 参考单例模式 绝大多数编程语言的构造函数必须都返回一个新的类实例 静态构建方法是应对该限制的变通方法 在静态方法内部 你的代码会决定是调用构造函数创建一个全新实例 还是返回一个在缓存中已有的对象

在下面的例子中 load 方法是一个静态工厂方法 它提供了一种从数据库中获取用户的灵活方式

class User {
    private $id, $name, $email, $phone;

    public function __construct($id, $name, $email, $phone) {
        $this->id = $id;
        $this->name = $name;
        $this->email = $email;
        $this->phone = $phone;
    }

    public static function load($id) {
        list($id, $name, $email, $phone) = DB::load_data('users', 'id', 'name', 'email', 'phone');
        $user = new User($id, $name, $email, $phone);
        return $user;
    }
}

4. 简单工厂模式

简单工厂模式 描述了一个类 它拥有一个包含大量条件语句的构建方法 可根据方法的参数来选择对何种产品进行初始化并将其返回

人们通常会将简单工厂与普通的工厂或其它创建型设计模式混淆 在绝大多数情况下 简单工厂是引入工厂方法抽象工厂模式时的一个中间步骤

简单工厂通常没有子类 但当从一个简单工厂中抽取出子类后 它看上去就会更像经典的工厂方法模式了

顺便提一句 如果你将一个简单工厂声明为 abstract 类型 它并不会神奇地变成抽象工厂模式

这里是一个简单工厂的例子

class UserFactory {
    public static function create($type) {
        switch ($type) {
            case 'user': return new User();
            case 'customer': return new Customer();
            case 'admin': return new Admin();
            default:
                throw new Exception('传递的用户类型错误。');
        }
    }
}

5. 工厂方法模式

工厂方法 是一种创建型设计模式 其在父类中提供一个创建对象的接口 允许子类决定实例化对象的类型

如果在基类及其扩展的子类中都有一个构建方法的话 那它可能就是工厂方法

abstract class Department {
    public abstract function createEmployee($id);

    public function fire($id) {
        $employee = $this->createEmployee($id);
        $employee->paySalary();
        $employee->dismiss();
    }
}

class ITDepartment extends Department {
    public function createEmployee($id) {
        return new Programmer($id);
    }
}

class AccountingDepartment extends Department {
    public function createEmployee($id) {
        return new Accountant($id);
    }
}

6. 抽象工厂模式

抽象工厂  是一种创建型设计模式 它能创建一系列相关或相互依赖的对象 而无需指定其具体类

什么是 系列对象 例如有这样一组的对象 运输工具 + 引擎 + 控制器  它可能会有几个变体

  1. 汽车 + 内燃机 + 方向盘
  2. 飞机 + 喷气式发动机 + 操纵杆

如果你的程序中并不涉及产品系列的话 那就不需要抽象工厂

再次重申 许多人分不清抽象工厂模式和声明为 abstract 的简单工厂 不要犯这个错误

后记

现在你知道了它们之间的区别 试试用全新眼光看待下面的设计模式吧