1寫在前面

工廠模式是最常見的一種創(chuàng)建型設(shè)計模式，通常說的工廠模式指的是工廠方法模式，是使用頻率最高的工廠模式。簡單工廠模式又稱為靜態(tài)工廠方法模式，不屬于GoF 23種設(shè)計模式，它屬于類創(chuàng)建型模式，是其它工廠模式的入門。

2游戲工廠的設(shè)計

ONEGAME游戲公司計劃開發(fā)一條游戲生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線可以向玩家提供不同類型的游戲，例如：RGP游戲、MMORGP游戲、MOBA游戲以及FPS游戲等。為了提供這些游戲，游戲公司需要創(chuàng)建一個游戲工廠，來創(chuàng)建這些游戲的實例。

ONEGAME游戲公司提出了初始設(shè)計方案，就是將所有類型的游戲的實現(xiàn)代碼封裝到一個Game類中，然后通過Game工廠來創(chuàng)建實例。實現(xiàn)代碼如下：

【資料圖】

class Game{  private type: string;//游戲類別  constructor(type: string, data: any) {    this.type = type;    if(type.toLocaleLowerCase() === "fps"){      // 初始化FPS游戲    }else if(type.toLocaleLowerCase() === "rpg"){      // 初始化RPG游戲    }else if(type.toLocaleLowerCase() === "moba"){      // 初始化MOBA游戲    }  }  play(){    if(this.type.toLocaleLowerCase() === "fps"){      // 玩FPS游戲    }else if(this.type.toLocaleLowerCase() === "rpg"){      // 玩RPG游戲    }else if(this.type.toLocaleLowerCase() === "moba"){      // 玩MOBA游戲    }  }}

上面的代碼實現(xiàn)了游戲的創(chuàng)建和玩游戲的功能，但是這樣的設(shè)計存在以下問題：

Game類的代碼會越來越臃腫，而且違反了單一職責(zé)原則，不利于代碼的維護和擴展。在需要對Game類進行擴展新游戲的時候，需要對源碼進行修改，這就違反了開閉原則。用戶只能通過new關(guān)鍵字來直接創(chuàng)建實例，而不是通過Game工廠來創(chuàng)建實例，耦合性高，對象創(chuàng)建和使用無法分離。

為了解決上面的問題，我們可以對Game類進行重構(gòu)，將其拆分成多個游戲類，每個游戲類只負責(zé)自己的初始化和玩游戲的功能，這樣就可以避免代碼臃腫和違反單一職責(zé)原則的問題。但是這樣做還是無法解決對象創(chuàng)建和使用無法分離的問題，我們可以通過簡單工廠模式來解決這個問題。

3簡單工廠模式

簡單工廠的設(shè)計思想就是，將創(chuàng)建不同對象的相關(guān)的代碼封裝到不同的類中，即具體產(chǎn)品類，這樣就可以避免代碼的臃腫和違反單一職責(zé)原則的問題。將它們的公共代碼抽象到和封裝到一個抽象產(chǎn)品類中，每個具體類都是抽象產(chǎn)品類的子類。然后通過一個工廠類來創(chuàng)建這些具體產(chǎn)品類的實例，通過傳入的參數(shù)不同創(chuàng)建對應(yīng)的具體產(chǎn)品對象。

什么是簡單工廠模式

簡單工廠模式：定義一個工廠類，通過傳入?yún)?shù)來創(chuàng)建不同的具體產(chǎn)品類的實例，被創(chuàng)建的實例都具有共同的父類。

簡單工廠模式結(jié)構(gòu)包括三個角色：

工廠類：創(chuàng)建具體產(chǎn)品類的實例的工廠類，負責(zé)實現(xiàn)創(chuàng)建具體產(chǎn)品實例的內(nèi)部邏輯。工廠類可以被外界直接調(diào)用，創(chuàng)建所需的產(chǎn)品對象。抽象產(chǎn)品類：創(chuàng)建具體產(chǎn)品類的實例的抽象產(chǎn)品類，它是需要工廠類所創(chuàng)建的所有具體產(chǎn)品類的公共父類，封裝了各種產(chǎn)品對象的公有方法。具體產(chǎn)品類：具體產(chǎn)品類的實例，是簡單工廠模式的創(chuàng)建目標(biāo)，它繼承抽象產(chǎn)品類的公共父類，所有被創(chuàng)建的對象都是這個產(chǎn)品對應(yīng)的具體產(chǎn)品類的實例。

使用簡單工廠模式優(yōu)化上面的代碼，以實現(xiàn)一個游戲工廠為為例，實現(xiàn)可以生產(chǎn)不同類型的游戲為目的。首先定義一個抽象產(chǎn)品類Game，然后定義具體產(chǎn)品類FPSGame、RPGGame、MOBAGame，最后定義一個工廠類GameFactory，通過傳入不同的參數(shù)來創(chuàng)建不同的游戲?qū)嵗?/p>

// 游戲接口：抽象產(chǎn)品類interface Game {  play(): void;}// 各種游戲的具體實現(xiàn)類：具體產(chǎn)品類// FPS游戲class FPSGame implements Game{  play() {    console.log("FPS游戲");  }}// RPG游戲class RPGGame implements Game {  play() {    console.log("RPG游戲");  }}// MOBA游戲class MOBAGame implements Game {  play() {    console.log("MOBA游戲");  }}// 游戲工廠：創(chuàng)建具體產(chǎn)品類的實例的工廠類class GameFactory {  static createGame(type: string): Game {    this.type = type;    switch (this.type) {      case "RPG":        return new RPGGame();      case "MOBA":        return new MOBAGame();      case "FPS":        return new FPSGame();      default:        throw new Error("Unknown game type");    }  }}

用戶實際使用創(chuàng)建對應(yīng)的游戲：

// 獲取RGP游戲const rgpGame = GameFactory.createGame("RPG");rgpGame.play();// 獲取MOBA游戲const mobaGame = GameFactory.createGame("MOBA");mobaGame.play();

在實際使用中，客戶端代碼只需要傳入類型參數(shù)，就可以獲取得到對應(yīng)的游戲?qū)ο?，而不需要關(guān)系對象的具體實現(xiàn)。這就符合簡單工廠模式的設(shè)計思想。

簡單工廠模式的優(yōu)點封裝實例化過程：簡單工廠模式在一個工廠類中封裝了實例化對象的過程，創(chuàng)建對象的細節(jié)被隱藏在工廠類中，外界無需關(guān)心對象是如何被創(chuàng)建出來的。定義統(tǒng)一接口：工廠類所創(chuàng)建的對象都實現(xiàn)了一個共同的接口，對外提供一致的使用方式。通過參數(shù)創(chuàng)建不同實例：客戶端只需要傳入不同的參數(shù)給工廠類，就可以獲取不同的對象實例，而不需要知道具體類名。實現(xiàn)解耦：簡單工廠模式實現(xiàn)了客戶端與產(chǎn)品類的解耦，客戶端不需要知道所創(chuàng)建對象的具體實現(xiàn)，只需要知道參數(shù)即可。優(yōu)化開閉原則：當(dāng)需要新增一個產(chǎn)品類時，只需要實現(xiàn)統(tǒng)一接口，然后在工廠類中添加對應(yīng)類型即可，無需修改客戶端代碼。高內(nèi)聚，低耦合：每個產(chǎn)品類只關(guān)心自己的功能實現(xiàn)，不關(guān)心實例化過程;客戶端不依賴具體類。使代碼內(nèi)聚性高、耦合度低。4簡單工廠模式的優(yōu)化使用泛型優(yōu)化工廠類

在上面的實現(xiàn)中，工廠類的創(chuàng)建方法返回的是Game接口類型，缺點是客戶端得到的對象類型信息不全，對此可以使用泛型來改進：

// 游戲接口：抽象產(chǎn)品類interface Game {  play(): void;}class FPSGame implements Game {  //...}class RPGGame implements Game {  //...}class MOBAGame implements Game {  //...}class GameFactory{  static createGame(type: string): T{    //...  }}

這樣在客戶端代碼得到的對象類型信息更加準(zhǔn)確。

const rgpGame = GameFactory.createGame("RPG");//  rgpGame的類型是RPGGame，而不是Game

使用泛型優(yōu)化工廠類的優(yōu)化

上面的代碼中，所有的產(chǎn)品類都需要實現(xiàn) Game 接口，這樣會存在代碼重復(fù)的問題。我們可以引入一個泛型接口 IGame來改進：

interface IGame {  play(): void;  info(): T; }class RPGGame implements IGame {  play() {    // ...  }    info() {    return "RPG";   }}class MOBAGame implements IGame {  play() {    // ...  }    info() {    return "MOBA";  }}class FPSGame implements IGame {  // ...}

這樣每個產(chǎn)品類就可以定制自己的 info 方法返回值類型了。

使用抽象類改進產(chǎn)品類

上面的代碼還存在問題：所有產(chǎn)品類都需要實現(xiàn) play 方法，這會導(dǎo)致重復(fù)代碼。我們可以使用抽象類來解決這個問題：

abstract class GameBase {  play() {    // 默認游戲邏輯  } }class RPGGame extends GameBase implements IGame {  info() {    return "RPG";  }}class MOBAGame extends GameBase implements IGame {  // ...}class FPSGame extends GameBase implements IGame {  // ...}

這樣產(chǎn)品類就不需要重復(fù)實現(xiàn) play 方法了，只需要繼承 GameBase 并實現(xiàn) info 方法即可。

使用配置文件創(chuàng)建工廠類

上面的代碼中，工廠類的創(chuàng)建方法需要傳入一個類型參數(shù)，這樣會導(dǎo)致客戶端代碼需要知道具體的類型參數(shù)，這樣就會破壞簡單工廠模式的封裝性。我們可以使用配置文件來解決這個問題：

class GameConfig {  static gameTypes = {    "RPG": RPG,    "MOBA": MOBA,    "FPS": FPS  }}

工廠類讀取配置創(chuàng)建對象：

class GameFactory {  static createGame(type: string) {    const Constructor = GameConfig.gameTypes[type];    if (!Constructor) {      throw new Error("Unknown type");      }    return new Constructor();  }}

這樣當(dāng)需要新增游戲類型時，只需要在配置類中添加新的類型和類即可，工廠類的代碼無需修改。

利用依賴注入實現(xiàn)解耦

我們還可以通過依賴注入進一步解耦:

@injectable()class GameFactory {  constructor(    @inject(GameConfig.gameTypes.RPG) private rpgGame: Game,    @inject(GameConfig.gameTypes.MOBA) private mobaGame: Game,    @inject(GameConfig.gameTypes.FPS) private fpsGame: Game  ) {}  createGame(type: string) {    switch(type) {      // ...    }  }}

這樣工廠類不再負責(zé)創(chuàng)建對象，而是通過注入的方式獲取對象實例，大大提升了靈活性。

5完整代碼示例

下面是使用 TypeScript 深入解析簡單工廠模式的示例，通過工廠類和產(chǎn)品類的抽象與解耦，可以實現(xiàn)創(chuàng)建對象邏輯的集中和優(yōu)化，提高代碼的靈活性和擴展性。TypeScript 通過接口、泛型和抽象類等特性增強了簡單工廠模式的實現(xiàn)。掌握設(shè)計模式對編寫優(yōu)雅可擴展的 TypeScript 代碼很有幫助。

// 游戲接口interface Game {  play(): void;}// 泛型游戲接口 interface IGame {  play(): void;  info(): T;}// 抽象游戲類abstract class GameBase {  play() {    console.log("Playing game...");  }}// RPG游戲類class RPG extends GameBase implements IGame {  info() {    return "RPG";   }}// MMORPG游戲類  class MMORPG extends GameBase implements IGame {  info() {    return "MMORPG";  }}// FPS游戲類class FPS extends GameBase implements IGame {  info() {    return "FPS";   }}// 配置類class GameConfig {  static gameTypes = {    "RPG": RPG,    "MMORPG": MMORPG,    "FPS": FPS  }}// 工廠類class GameFactory {  static createGame(type: string) {    const Constructor = GameConfig.gameTypes[type];    if (!Constructor) {      throw new Error("Unknown type");    }    return new Constructor();  }}// 客戶端const rpgGame = GameFactory.createGame("RPG");rpgGame.play();console.log(rpgGame.info());const fpsGame = GameFactory.createGame("FPS");fpsGame.play();console.log(fpsGame.info());

6簡單工廠模式和單例模式的區(qū)別1. 用途不同

簡單工廠模式是一種創(chuàng)建對象的設(shè)計模式，它通過工廠類來創(chuàng)建產(chǎn)品對象，主要目的是將對象創(chuàng)建的過程封裝起來，便于管理和維護。

而單例模式是一種確保某個類只有一個實例的設(shè)計模式，它的目的是在整個軟件系統(tǒng)中，對某個類只創(chuàng)建一個對象實例，避免浪費資源。

2. 實現(xiàn)方式不同

簡單工廠模式是通過工廠類的靜態(tài)方法創(chuàng)建對象實例，可以創(chuàng)建多個實例。

單例模式是在類中定義一個靜態(tài)變量保存單例實例，并通過一個靜態(tài)方法來獲取這個實例，確保只創(chuàng)建一個實例。

3. 使用場景不同

簡單工廠模式用于創(chuàng)建同一類產(chǎn)品的不同對象實例，客戶端無需知道具體產(chǎn)品類的類名。

單例模式用于創(chuàng)建對唯一實例有需求的對象，如線程池、緩存、日志對象等。

小結(jié)一下，簡單工廠模式關(guān)注創(chuàng)建不同實例，單例模式關(guān)注如何只創(chuàng)建一個實例。二者解決的問題和應(yīng)用場景不同，但可以結(jié)合使用，工廠類可以返回單例對象。

7總結(jié)

通過上面的示例，我們使用 TypeScript 從多個方面對簡單工廠模式進行了深入解析，包括:

使用泛型優(yōu)化工廠方法的返回類型使用泛型接口減少產(chǎn)品類代碼重復(fù)使用抽象類提取產(chǎn)品類公共代碼使用配置文件動態(tài)創(chuàng)建產(chǎn)品類實例

簡單工廠模式的優(yōu)點:

將對象創(chuàng)建的過程封裝在工廠類中，實現(xiàn)了解耦客戶端無須知道所創(chuàng)建具體產(chǎn)品類的類名可以方便地擴展新的具體產(chǎn)品類

簡單工廠模式的缺點:

工廠類職責(zé)較重，所有產(chǎn)品創(chuàng)建邏輯都集中在工廠類如果產(chǎn)品類型較多，工廠類會變得很復(fù)雜擴展新的產(chǎn)品困難，需要修改工廠類代碼

簡單工廠模式通過工廠類和產(chǎn)品類的解耦，可以實現(xiàn)創(chuàng)建對象邏輯的集中化和優(yōu)化，是非常常用和靈活的一種設(shè)計模式。TypeScript 通過接口、泛型和抽象類等特性，可以更優(yōu)雅地實現(xiàn)簡單工廠模式，提高代碼的復(fù)用性和擴展性。

關(guān)鍵詞：