设计模式之简单工厂模式（学习笔记）
定义
简单工厂模式（Simple Factory Pattern）是一种创建型设计模式，它定义一个用于创建对象的接口，但由一个单独的类来实现实际创建的工作。简单工厂模式通过在一个类中集中管理对象的创建过程，可以减少客户端与具体类之间的耦合，使得代码结构更加清晰和易于维护。通过专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。
为什么使用简单工厂模式？
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统一管理对象创建：
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简单工厂模式将对象的创建逻辑集中到一个工厂类中，客户端不需要知道具体的创建细节，只需调用工厂类提供的方法即可获得所需的对象，减少了客户端对类创建过程的依赖。
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减少耦合：
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客户端与具体类之间的依赖被转移到了工厂类，客户端不再直接依赖具体类，从而降低了系统的耦合度。
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更好的维护性：
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当需要更改对象的创建逻辑或引入新的对象类型时，只需修改工厂类，而不需要修改客户端代码，提高了系统的可维护性。
实现步骤
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定义抽象产品类
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定义所有具体产品类的共同接口，客户端将通过这个接口来使用具体产品。
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实现具体产品类
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实现产品接口的具体产品类，这些类包含了产品的实际业务逻辑。
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定义工厂类
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定义一个工厂类，包含一个用于创建产品对象的静态方法，根据不同的参数来实例化不同的具体产品类，并返回产品接口类型的对象。
优缺点和适用场景
优点
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统一管理对象创建
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将对象创建逻辑集中管理，使代码更加清晰易懂。
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减少客户端与具体类的耦合
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客户端只需依赖于产品接口和工厂类，不再直接依赖具体产品类。
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便于扩展和维护
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添加新产品类时，只需修改工厂类，客户端代码无需变动。
缺点
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工厂类的职责过重
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工厂类集中了所有产品对象的创建逻辑，可能导致代码过于复杂，不利于扩展。
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不符合开闭原则
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添加新产品时需要修改工厂类的代码，违背了开闭原则。
适用场景
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对象创建逻辑复杂
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当对象的创建过程较为复杂时，可以使用简单工厂模式将创建逻辑集中管理，简化客户端代码。
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客户端不需要关心对象的创建细节
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当客户端不需要知道对象的创建过程，只需使用对象时，可以使用简单工厂模式隐藏创建细节。
咖啡店的例子
假设我们有一个咖啡店，根据客户的需求生产不同类型的咖啡。我们可以使用简单工厂模式来实现咖啡的创建。
#include <iostream> #include <memory> #include <string> // 抽象产品类：咖啡 class Coffee { public: virtual ~Coffee() {} virtual std::string getDescription() const = 0; virtual double cost() const = 0; }; // 具体产品类：美式咖啡 class Americano : public Coffee { public: std::string getDescription() const override { return "Americano"; } double cost() const override { return 5.0; } }; // 具体产品类：拿铁咖啡 class Latte : public Coffee { public: std::string getDescription() const override { return "Latte"; } double cost() const override { return 6.0; } }; // 简单工厂类 class CoffeeFactory { public: enum CoffeeType { AMERICANO, LATTE }; static std::shared_ptr<Coffee> createCoffee(CoffeeType type) { switch (type) { case AMERICANO: return std::make_shared<Americano>(); case LATTE: return std::make_shared<Latte>(); default: return nullptr; } } }; int main() { // 创建美式咖啡 std::shared_ptr<Coffee> americano = CoffeeFactory::createCoffee(CoffeeFactory::AMERICANO); std::cout << "Description: " << americano->getDescription() << ", Cost: " << americano->cost() << " RMB" << std::endl; // 创建拿铁咖啡 std::shared_ptr<Coffee> latte = CoffeeFactory::createCoffee(CoffeeFactory::LATTE); std::cout << "Description: " << latte->getDescription() << ", Cost: " << latte->cost() << " RMB" << std::endl; return 0; }