一文读懂简单工厂、工厂方法、抽象工厂

简单工厂模式

基本上每个人手机里都有一款音乐播放器，目前流行的播放器有：qq音乐、酷狗音乐、搜狗音乐、网易云音乐、天天动听等。下面是一段关于播放音乐的代码：

if ($type == 'QQ') {
    $player = new QQPlayer();
} else if ($type == 'Wy') {
    $player = new WyPlayer();
} else if ($type == 'KG') {
    $player = new KGPlayer();
} else {
    $palyer = null;
}
 
$player->on();  // 打开播放器
$player->choiceMusic('我不配');  // 选择歌曲
$player->play();  // 开始播放

为了时代码的逻辑更加清晰、可读性更好，我们要善于把功能独立的代码块封装成函数。按照这个设计思路，我们可以将其中的条件分支抽离出来，单独放在一个类中的方法中。这个类，我们就可以叫做简单工厂模式。

简单工厂模式的定义：一个类可以根据不同的参数来获取不同的实例，一般这些被创建的实例都具有相同的父类。

静态工厂模式：一般的，我们将简单工厂模式中的用于创建不同实例的方法设置为静态方法，避免创建多个相同实例。

下面我们用简单工厂模式改写上面的代码

class MusicPlayerFactory
{
    public static function create ($type)
    {
        if ($type == 'QQ') {
            $player = new QQPlayer();
        } else if ($type == 'Wy') {
            $player = new WyPlayer();
        } else if ($type == 'KG') {
            $player = new KGPlayer();
        } else {
            $player = null;
        }
        return $player;
    }
}

// 业务代码修改如下
$player = MusicPlayerFactory:create('QQ');
$player->on();  // 打开播放器
$player->choiceMusic('我不配');  // 选择歌曲
$player->play();  // 开始播放

对于上面的简单工厂模式，如果我们需要添加新的音乐播放器，就一定会修改MusicPlayerFactory的create方法，这有点不符合“开闭原则”。对于这种条件分支不是很多，另外类的创建也非常的简单，使用简单工厂模式是完全可以的。如果非要将if分支逻辑去掉，使他符合“开闭原则”，那么就可以使用工厂方法来实现。对于工厂方法，也不是一定比简单工厂模式要好，虽然它的扩展性比较好，但是牺牲了可读性。

工厂方法模式

定义：在工厂方法模式中，工厂父类负责定义创建产品对象的公共接口，而工厂子类则负责生成具体的产品对象，这样做的目的是将产品类的实例化操作延迟到工厂子类中完成，即通过工厂子类来确定究竟应该实例化哪一个具体产品类。

现在我们用“多态”来消除掉上面简单工厂模式的if分支结构。实现的代码如下所示：

interface IMusicPlayerFactory
{
    static function create ();
}

class QQPlayerFactory implements IMusicPlayerFactory
{
    public static function create ()
    {
        return new QQPlayer();
    }
}

class WyPlayerFactory implements IMusicPlayerFactory
{
    public static function create ()
    {
        return new WyPlayer();
    }
}

class KGPlayerFactory implements IMusicPlayerFactory
{
    public static function create ()
    {
        return new KGPlayer();
    }
}

// 业务代码修改如下
if ($type == 'QQ') {
    $player = QQPlayerFactory::create();
} else if ($type == 'Wy') {
    $player = WyPlayerFactory::create();
} else if ($type == 'KG') {
    $player = KGPlayerFactory::create();
} else {
    throw new \Exception('...');
}
$player->on();  // 打开播放器
$player->choiceMusic('我不配');  // 选择歌曲
$player->play();  // 开始播放

可以看到，问题又回到了原点，业务代码里又出现了if条件分支结构。那么怎么去解决该问题呢？

我们可以为工厂类再创建一个简单工厂，用来创建工厂类对象。新的简单工厂代码如下：

class MusicPlayerFactoryMap
{
    const Players = [
        'QQ' => 'QQPlayerFactory',
        'Wy' => 'WyPlayerFactory',
        'KG' => 'KGPlayerFactory'
    ];
    public static function getPlayerFactory (string $type)
    {
        if (empty($type)) {
            return null;
        }
        return (self::Players[$type])::create();
    }
}

// 业务代码修改如下
$palyer = MusicPlayerFactoryMap::getPlayerFactory('QQ')
$player->on();  // 打开播放器
$player->choiceMusic('我不配');  // 选择歌曲
$player->play();  // 开始播放

可以看到，使用了工厂模式，结构变的比之前复杂的多。如果来的创建实例过程复制，我们才会推荐使用工厂方法模式。

抽象工厂模式

抽象工厂模式使用场景比较特殊，用的比较少。在工厂方法模式中，具体工厂负责生产具体的产品，每一个工厂对应一个具体产品。但有时候，我们需要一个工厂可以创建多个产品对象，而不是一个单一的产品。

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我们用一个例子来看看：对象电脑厂是负责生产电脑来出售的。我们知道，电脑是由主机、键盘、显示器以及鼠标组成的，目前对象电脑城只生产3种电脑，低配、中配和高配的，不同配置的电脑使用的主机品牌、显示器品牌等都是不同的。

主机目前有：麒麟主机、雷霆主机、冬日主机

键盘目前有：雷柏、罗技、雷蛇

显示器目前有：aoc、hkc、BenQ

鼠标目前有：罗技、灵蛇、方正

顶配版电脑由麒麟主机、雷柏键盘、aoc显示器、罗技鼠标组成，中配由……。

关于主机的代码如下：

interface Host
{
    static function createHost ();
}
class DrHost implements Host
{
    public static function createHost()
    {
        echo '创建冬日主机' . PHP_EOL;
    }
}
class QlHost implements Host
{
    public static function createHost()
    {
        echo '创建麒麟主机' . PHP_EOL;
    }
}
class LtHost implements Host
{
    public static function createHost()
    {
        echo '创建雷霆主机' . PHP_EOL;
    }
}

类似的，去创建键盘、显示器、鼠标，代码这里就不贴了。

现在，我们定义一个创建电脑的接口。

interface ComputerFactory
{
    static function createHost ();
    static function createKeyboard ();
    static function createMonitor ();
    static function createMouse ();
}

然后完成三个具体工厂用于创建低配、中配以及高配版电脑。

class GreatComputerFactory implements ComputerFactory
{
    public static function createHost()
    {
        QlHost::createHost();
    }
    public static function createKeyboard()
    {
        LbKeyboard::createKeyboard();
    }
    public static function createMonitor()
    {
        AocMonitor::createMonitor();
    }
    public static function createMouse()
    {
        LjMouse::createMouse();
    }
}
class GoodComputerFactory implements ComputerFactory
{
    public static function createHost()
    {
        LtHost::createHost();
    }
    public static function createKeyboard()
    {
        LjKeyboard::createKeyboard();
    }
    public static function createMonitor()
    {
        HkcMonitor::createMonitor();
    }
    public static function createMouse()
    {
        LsMouse::createMouse();
    }
}
class NormalComputerFactory implements ComputerFactory
{
    public static function createHost()
    {
        DrHost::createHost();
    }
    public static function createKeyboard()
    {
        LsKeyboard::createKeyboard();
    }
    public static function createMonitor()
    {
        BenqMonitor::createMonitor();
    }
    public static function createMouse()
    {
        FzMouse::createMouse();
    }
}

现在可以来创建具体的电脑了

class GreatComputer
{
    public function __construct()
    {
        echo '高配电脑' . PHP_EOL;
        GreatComputerFactory::createHost();
        GreatComputerFactory::createKeyboard();
        GreatComputerFactory::createMonitor();
        GreatComputerFactory::createMouse();
    }
}
class GoodComputer
{
    public function __construct()
    {
        echo '中配电脑' . PHP_EOL;
        GoodComputerFactory::createHost();
        GoodComputerFactory::createKeyboard();
        GoodComputerFactory::createMonitor();
        GoodComputerFactory::createMouse();
    }
}
class NormalComputer
{
    public function __construct()
    {
        echo '低配电脑' . PHP_EOL;
        NormalComputerFactory::createHost();
        NormalComputerFactory::createKeyboard();
        NormalComputerFactory::createMonitor();
        NormalComputerFactory::createMouse();
    }
}