请解释工厂模式 (Factory) 的概念和作用。简单工厂、工厂方法和抽象工厂有什么区别?

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工厂模式 (Factory Pattern) 的概念和作用

工厂模式是一种创建型设计模式,它提供了一种创建对象的方式,而无需指定具体的类。工厂模式的核心思想是将对象的创建过程封装在一个工厂类中,客户端只需通过工厂类来获取所需的对象,而不需要关心对象的具体实现细节。

工厂模式的主要作用包括:

  1. 解耦:将对象的创建与使用分离,降低代码的耦合度。
  2. 扩展性:当需要添加新的产品时,只需扩展工厂类,而不需要修改现有的代码。
  3. 复用性:工厂类可以复用,减少重复代码。

简单工厂、工厂方法和抽象工厂的区别

  1. 简单工厂模式 (Simple Factory)

    • 简单工厂模式通过一个工厂类来创建所有产品,客户端只需传入产品类型,工厂类根据类型返回相应的产品。
    • 优点:实现简单,适合产品种类较少的情况。
    • 缺点:当产品种类增多时,工厂类会变得臃肿,不符合开闭原则。
  2. 工厂方法模式 (Factory Method)

    • 工厂方法模式定义了一个创建对象的接口,但由子类决定实例化哪个类。每个产品都有对应的工厂子类。
    • 优点:符合开闭原则,扩展性好。
    • 缺点:每增加一个产品,就需要增加一个工厂类,类的数量会增多。
  3. 抽象工厂模式 (Abstract Factory)

    • 抽象工厂模式提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们具体的类。抽象工厂模式通常包含多个工厂方法。
    • 优点:可以创建一系列相关的产品,适合产品族的情况。
    • 缺点:扩展新的产品族较为复杂,需要修改抽象工厂接口及其所有子类。

本题详细解读

工厂模式的应用场景

工厂模式适用于以下场景:

  • 当一个类无法预知它需要创建的对象类型时。
  • 当一个类希望由其子类来指定创建的对象时。
  • 当需要将对象的创建过程集中管理,以便于维护和扩展时。

简单工厂模式的实现

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工厂方法模式的实现

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抽象工厂模式的实现

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