三种工厂模式对比

例子来自<大话设计模式>一书，php代码由个人实现

简单工厂模式：

• 一个抽象产品类（可以是：接口，抽象类，普通类），可以派生出多个具体产品类。

• 单独一个具体的工厂类。

• 每个具体工厂类只能创建一个具体产品类的实例。

工厂方法模式：

• 一个抽象产品类（可以是：接口，抽象类，普通类），可以派生出多个具体产品类。

• 一个抽象工厂类（可以是：接口，抽象类），可以派生出多个具体工厂类。

• 每个具体工厂类只能创建一个具体产品类的实例。

抽象工厂模式：

• 多个抽象产品类（可以是：接口，抽象类，普通类），每个抽象产品类可以派生出多个具体产品类。

• 一个抽象工厂类（可以是：接口，抽象类），可以派生出多个具体工厂类。

• 每个具体工厂类可以创建多个具体产品类的实例。

区别：

• 简单工厂模式只有一个抽象产品类，只有一个具体的工厂类。

• 工厂方法模式只有一个抽象产品类，而抽象工厂模式有多个抽象产品类。

• 工厂方法模式的具体工厂类只能创建一个具体产品类的实例，而抽象工厂模式可以创建多个具体产品类的实例。

简单工厂模式

UML类图如下：

当需要加法类的时候，调用工厂类的CreateOperate()，要指定制造的Product

调用工厂，需要createOperator("/")，就能返回除法运算符。

• 优点：客户端不需要修改代码。

• 缺点： 当需要增加新的运算类的时候，不仅需新加运算类，还要修改工厂类，违反了开闭原则。

简单工厂模式程序设计图：

具体实现：

1）抽象产品（Product）角色：运算抽象类(Operation)。

// 运算抽象类
class Operation{

    // 数字A
    protected $_numberA = null;

    // 数字B
    protected $_numberB = null;

    /**
     * 设置成员A
     *
     * @param double $num 数字
     * @return void
     */
    public function setNumberA($num){
        $this->_numberA = $num;
    }

    /**
     * 获取成员A
     *
     * @return double 数字
     */
    public function getNumberA(){
        return $this->_numberA;
    }

    /**
     * 设置成员B
     *
     * @param double $num 数字
     * @return void
     */
    public function setNumberB($num){
        $this->_numberB = $num;
    }

    /**
     * 获取成员B
     *
     * @return double 数字
     */
    public function getNumberB(){
        return $this->_numberA;
    }

    /**
     * 获取运算结果
     *
     * @return double 数字
     */
    public function getResult(){
        return null;
    }
}

2）具体产品（Concrete Product）角色：加法运算(OperationAdd)，减法运算(OperationSub)，乘法运算(OperationMul)，除法运算(OperationDiv)。

// 加法类
class OperationAdd extends Operation{

    /**
     * 获取运算结果
     *
     * @return double 数字
     */
    public function getResult(){
        return $this->_numberA + $this->_numberB;
    }
}

// 减法类
class OperationSub extends Operation{

    /**
     * 获取运算结果
     *
     * @return double 数字
     */
    public function getResult(){
        return $this->_numberA - $this->_numberB;
    }
}

// 乘法类
class OperationMul extends Operation{

    /**
     * 获取运算结果
     *
     * @return double 数字
     */
    public function getResult(){
        return $this->_numberA * $this->_numberB;
    }
}

// 除法类
class OperationDiv extends Operation{

    /**
     * 获取运算结果
     *
     * @return double 数字
     */
    public function getResult(){
        if ($this->_numberB == 0) {
            return null;
        }
        return $this->_numberA / $this->_numberB;
    }
}

3）工厂（Creator）角色：工厂类(OperationFactory)。

/**
 *
 * 设计模式：简单工厂模式
 * 
 * 模式简介：用一个单独的类来创造实例化的过程，叫做简单工厂。好处将来增加或减少
 * 实例只需要修改工厂即可。
 *
 */


// 创建一个工程，用来生产实例
class OperationFactory{

    /**
     * 根据运算不同实例不同的对象
     *
     * @return object 返回实例化的对象
     */
    public static function createOperate($operate){
        $oper = null;
        switch ($operate) {

            // 实例加法类
            case '+' :
                $oper = new OperationAdd();
                break;

            // 实例减法类
            case '-' :
                $oper = new OperationSub();
                break;

            // 实例乘法类
            case '*' :
                $oper = new OperationMul();
                break;

            // 实例乘法类
            case '/' :
                $oper = new OperationDiv();
                break;

            default :
                $oper = null;
        }

        return $oper;
    }
}

/*
* 客户端
*
*/
// 工厂创建实例
$operObject = OperationFactory::createOperate('+');

if ($operObject == null) {
    return '$operate not found';
}

// 设置数字A
$operObject->setNumberA(5);

// 设置数字B
$operObject->setNumberB(2);

// 运算
echo $operObject->getResult() . "\n";

工厂方法模式

UML类图如下：

这个和简单工厂有区别，简单工厂模式只有一个工厂，工厂方法模式对每一个产品都有相应的工厂

• 好处：增加一个运算类（例如N次方类），只需要增加运算类和相对应的工厂，两个类，不需要修改工厂类。

• 缺点：增加运算类，会修改客户端代码，工厂方法只是把简单工厂的内部逻辑判断移到了客户端进行。

改造简单工厂代码中的工厂（Creator）角色,代码如下：

interface IFactory
{
    public function CreateOperation();
}

class AddFactory implements IFactory
{
    public function CreateOperation()
    {
        return new OperationAdd();
    }
}

class SubFactory implements IFactory
{
    public function CreateOperation()
    {
        return new OperationSub();
    }
}

class MulFactory implements IFactory
{
    public function CreateOperation()
    {
        return new OperationMul();
    }
}

class DivFactory implements IFactory
{
    public function CreateOperation()
    {
        return new OperationDiv();
    }
}

/*
 * 客户端代码
 * 
 * */

// 工厂创建实例
$operationFactory = new AddFactory();
$operation = $operationFactory->CreateOperation();
// 设置数字A
$operation->setNumberA(10);
// 设置数字B
$operation->setNumberB(10);
// 运算
echo $operation->getResult() . "\n";

抽象工厂模式：

UML类图如下：