【JS】708- 創(chuàng)建對(duì)象的最佳方式是什么？

在現(xiàn)實(shí)生活中，工廠是負(fù)責(zé)生產(chǎn)產(chǎn)品的，比如牛奶、面包或禮物等，這些產(chǎn)品滿足了我們?nèi)粘５纳硇枨蟆?strong style="color: rgb(89, 89, 89);font-family: Optima-Regular, Optima, PingFangSC-light, PingFangTC-light, "PingFang SC", Cambria, Cochin, Georgia, Times, "Times New Roman", serif;font-size: 15px;letter-spacing: 0.75px;text-align: left;white-space: normal;">（文末有精彩送書活動(dòng)喲）

作為一名 Web 軟件開發(fā)工程師，在軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)過程中，我們可以利用設(shè)計(jì)模式來提高代碼的可重用性、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。在眾多設(shè)計(jì)模式當(dāng)中，有一種被稱為工廠模式的設(shè)計(jì)模式，它提供了創(chuàng)建對(duì)象的最佳方式。

工廠模式可以分為：簡單工廠模式、工廠方法模式和抽象工廠模式。本文阿寶哥將詳細(xì)介紹抽象工廠模式，不過在介紹該模式之前，我們先來回顧一下簡單工廠模式和工廠方法模式。

一、簡單工廠模式

1.1 簡單工廠模式簡介

簡單工廠模式又叫 靜態(tài)方法模式，因?yàn)楣S類中定義了一個(gè)靜態(tài)方法用于創(chuàng)建對(duì)象。簡單工廠讓使用者不用知道具體的參數(shù)就可以創(chuàng)建出所需的 ”產(chǎn)品“ 類，即使用者可以直接消費(fèi)產(chǎn)品而不需要知道產(chǎn)品的具體生產(chǎn)細(xì)節(jié)。

對(duì)于剛接觸簡單工廠模式的小伙伴來說，看到以上的描述可能會(huì)覺得有點(diǎn)抽象。因此為了讓小伙伴更好地理解簡單工廠模式，阿寶哥以用戶買車為例，來介紹一下 BMW 工廠如何使用簡單工廠模式來生產(chǎn)小汽車。

在上圖中，阿寶哥模擬了用戶購車的流程，小王和小秦分別向 BMW 工廠訂購了 BMW730 和 BMW840 型號(hào)的車型，接著工廠會(huì)先判斷用戶選擇的車型，然后按照對(duì)應(yīng)的模型進(jìn)行生產(chǎn)并在生產(chǎn)完成后交付給用戶。接下來，我們來看一下如何使用簡單工廠來描述 BMW 工廠生產(chǎn)指定型號(hào)車子的過程。

class?BMWFactory?{
??public?static?produceBMW(model:?"730"?|?"840"):?BMW?{
????if?(model?===?"730")?{
??????return?new?BMW730();
????}?else?{
??????return?new?BMW840();
????}
??}
}

const?bmw730?=?BMWFactory.produceBMW("730");
const?bmw840?=?BMWFactory.produceBMW("840");

在以上代碼中，我們定義一個(gè) BMWFactory 類，該類提供了一個(gè)靜態(tài)的 produceBMW() 方法，用于根據(jù)不同的模型參數(shù)來創(chuàng)建不同型號(hào)的車子?？赐暌陨系拇a，相信很多小伙伴會(huì)覺得很熟悉，因?yàn)樵谝恍╉?xiàng)目中就使用了簡單工廠模式。該模式很簡單，在滿足以下條件下可以考慮使用簡單工廠模式：

• 工廠類負(fù)責(zé)創(chuàng)建的對(duì)象比較少：由于創(chuàng)建的對(duì)象比較少，不會(huì)造成工廠方法中業(yè)務(wù)邏輯過于復(fù)雜。
• 客戶端只需知道傳入工廠類靜態(tài)方法的參數(shù)，而不需要關(guān)心創(chuàng)建對(duì)象的細(xì)節(jié)。

了解完簡單工廠模式的應(yīng)用場景，接下來我們來看一下該模式的優(yōu)缺點(diǎn)。

1.2 簡單工廠模式優(yōu)缺點(diǎn)

1.2.1 優(yōu)點(diǎn)

• 將創(chuàng)建實(shí)例與使用實(shí)例的任務(wù)分開，使用者不必關(guān)心對(duì)象是如何創(chuàng)建的，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的解耦；
• 客戶端無須知道所創(chuàng)建的具體產(chǎn)品類的類名，只需要知道具體產(chǎn)品類所對(duì)應(yīng)的參數(shù)即可。

1.2.2 缺點(diǎn)

• 由于工廠類集中了所有產(chǎn)品創(chuàng)建邏輯，一旦不能正常工作，整個(gè)系統(tǒng)都要受到影響。
• 系統(tǒng)擴(kuò)展困難，一旦添加新產(chǎn)品就不得不修改工廠邏輯，在產(chǎn)品類型較多時(shí)，也有可能造成工廠邏輯過于復(fù)雜，不利于系統(tǒng)的擴(kuò)展和維護(hù)。

在一些實(shí)際的項(xiàng)目中，為了避免簡單工廠模式帶來的問題，我們可以考慮使用工廠方法模式。

二、工廠方法模式

2.1 工廠方法模式簡介

工廠方法模式（Factory Method Pattern）又稱為工廠模式，也叫多態(tài)工廠（Polymorphic Factory）模式，它屬于創(chuàng)建型模式。

在工廠方法模式中，工廠父類負(fù)責(zé)定義創(chuàng)建產(chǎn)品對(duì)象的公共接口，而工廠子類則負(fù)責(zé)生成具體的產(chǎn)品對(duì)象， 這樣做的目的是將產(chǎn)品類的實(shí)例化操作延遲到工廠子類中完成，即通過工廠子類來確定究竟應(yīng)該實(shí)例化哪一個(gè)具體產(chǎn)品類。

在上圖中，阿寶哥模擬了用戶購車的流程，小王和小秦分別向 BMW 730 和 BMW 840 工廠訂購了 BMW730 和 BMW840 型號(hào)的車子，接著工廠按照對(duì)應(yīng)的模型進(jìn)行生產(chǎn)并在生產(chǎn)完成后交付給用戶。同樣，我們來看一下如何使用工廠方法來描述 BMW 工廠生產(chǎn)指定型號(hào)車子的過程。

interface?BMWFactory?{
??produceBMW():?BMW;
}

class?BMW730Factory?implements?BMWFactory?{
??produceBMW():?BMW?{
????return?new?BMW730();
??}
}

class?BMW840Factory?implements?BMWFactory?{
??produceBMW():?BMW?{
????return?new?BMW840();
??}
}

const?bmw730Factory?=?new?BMW730Factory();
const?bmw840Factory?=?new?BMW840Factory();

const?bmw730?=?bmw730Factory.produceBMW();
const?bmw840?=?bmw840Factory.produceBMW();

在以上代碼中，我們分別創(chuàng)建了 BMW730Factory 和 BMW840Factory 兩個(gè)工廠類，然后使用這兩個(gè)類的實(shí)例來生產(chǎn)不同型號(hào)的車子。相比前面的簡單工廠模式，工廠方法模式通過創(chuàng)建不同的工廠來生產(chǎn)不同的產(chǎn)品。下面我們來看一下工廠方法有哪些優(yōu)缺點(diǎn)。

2.2 工廠方法優(yōu)缺點(diǎn)

2.2.1 優(yōu)點(diǎn)

• 在系統(tǒng)中加入新產(chǎn)品時(shí)，無須修改抽象工廠和抽象產(chǎn)品提供的接口，只要添加一個(gè)具體工廠和具體產(chǎn)品就可以了。這樣，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性也就變得非常好，更加符合 “開閉原則”。而簡單工廠模式需要修改工廠類的判斷邏輯。
• 符合單一職責(zé)的原則，即每個(gè)具體工廠類只負(fù)責(zé)創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品。而簡單工廠模式中的工廠類存在一定的邏輯判斷。
• 基于工廠角色和產(chǎn)品角色的多態(tài)性設(shè)計(jì)是工廠方法模式的關(guān)鍵。它能夠使工廠可以自主確定創(chuàng)建何種產(chǎn)品對(duì)象，而如何創(chuàng)建這個(gè)對(duì)象的細(xì)節(jié)則完全封裝在具體工廠內(nèi)部。工廠方法模式之所以又被稱為多態(tài)工廠模式，是因?yàn)樗械木唧w工廠類都具有同一抽象父類。

2.2.2 缺點(diǎn)

• 在添加新產(chǎn)品時(shí)，需要編寫新的具體產(chǎn)品類，而且還要提供與之對(duì)應(yīng)的具體工廠類，系統(tǒng)中類的個(gè)數(shù)將成對(duì)增加，在一定程度上增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度，有更多的類需要編譯和運(yùn)行，會(huì)給系統(tǒng)帶來一些額外的開銷。
• 一個(gè)具體工廠只能創(chuàng)建一種具體產(chǎn)品。

這里我們知道在工廠方法模式中，一個(gè)具體工廠只能創(chuàng)建一種具體產(chǎn)品。很明顯這限制該模式的使用場景，那么我們是否能突破該限制呢？答案是可以的。下面我們來介紹抽象工廠模式。

三、抽象工廠模式

3.1 抽象工廠簡介

抽象工廠模式（Abstract Factory Pattern）：提供一個(gè)創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴對(duì)象的接口，而無須指定它們具體的類。

在工廠方法模式中具體工廠負(fù)責(zé)生產(chǎn)具體的產(chǎn)品，每一個(gè)具體工廠對(duì)應(yīng)一種具體產(chǎn)品，工廠方法也具有唯一性，一般情況下，一個(gè)具體工廠中只有一個(gè)工廠方法或者一組重載的工廠方法。但是有時(shí)候我們需要一個(gè)工廠可以提供多個(gè)產(chǎn)品對(duì)象，而不是單一的產(chǎn)品對(duì)象。

在上圖中，阿寶哥模擬了用戶購車的流程，小王向 BMW 工廠訂購了 BMW730，工廠按照 730 對(duì)應(yīng)的模型進(jìn)行生產(chǎn)并在生產(chǎn)完成后交付給小王。而小秦向 BMW 工廠訂購了 BMW840，工廠按照 840 對(duì)應(yīng)的模型進(jìn)行生產(chǎn)并在生產(chǎn)完成后交付給小秦。接下來，我們來看一下如何使用抽象工廠來描述上述的購車過程。

3.2 抽象工廠實(shí)戰(zhàn)

1.定義 BMW 抽象類

abstract?class?BMW?{
??abstract?run():?void;
}

2.創(chuàng)建 BMW730 類（BMW 730 Model）

class?BMW730?extends?BMW?{
??run():?void?{
????console.log("BMW730?發(fā)動(dòng)咯");
??}
}

3.創(chuàng)建 BMW840 類（BMW 840 Model）

class?BMW840?extends?BMW?{
??run():?void?{
????console.log("BMW840?發(fā)動(dòng)咯");
??}
}

4.定義 BMWFactory 抽象工廠

abstract?class?BMWFactory?{
??abstract?produce730BMW():?BMW730;
??abstract?produce840BMW():?BMW840;
}

5.創(chuàng)建 ConcreteBMWFactory 類

class?ConcreteBMWFactory?extends?BMWFactory?{
??produce730BMW():?BMW730?{
????return?new?BMW730();
??}

??produce840BMW():?BMW840?{
????return?new?BMW840();
??}
}

6.生產(chǎn)并發(fā)動(dòng) BMW730 和 BMW840

const?bmwFactory?=?new?ConcreteBMWFactory();

const?bmw730?=?bmwFactory.produce730BMW();
const?bmw840?=?bmwFactory.produce840BMW();

bmw730.run();
bmw840.run();

以上代碼運(yùn)行后的輸出結(jié)果為：

[LOG]:?BMW730?發(fā)動(dòng)咯?
[LOG]:?BMW840?發(fā)動(dòng)咯

通過觀察以上的輸出結(jié)果，我們可以知道我們的 ConcreteBMWFactory 已經(jīng)可以正常工作了。在 ConcreteBMWFactory 類中，阿寶哥定義了 produce730BMW() 和 produce840BMW() 這兩個(gè)方法，它們分別用于生產(chǎn) BMW730 和 BMW840 車子。

看到這里相信有的小伙會(huì)有疑問 —— 抽象工廠模式與工廠方法模式有什么區(qū)別呢？

抽象工廠模式與工廠方法模式最大的區(qū)別在于：工廠方法模式針對(duì)的是一個(gè)產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)，而抽象工廠模式則需要面對(duì)多個(gè)產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)，一個(gè)工廠等級(jí)結(jié)構(gòu)可以負(fù)責(zé)多個(gè)不同產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)中的產(chǎn)品對(duì)象的創(chuàng)建。 當(dāng)一個(gè)工廠等級(jí)結(jié)構(gòu)可以創(chuàng)建出分屬于不同產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)的一個(gè)產(chǎn)品族中的所有對(duì)象時(shí)，抽象工廠模式比工廠方法模式更為簡單、有效率。

了解完抽象工廠模式與工廠方法模式的區(qū)別，最后我們來一起看一下抽象工廠模式的優(yōu)缺點(diǎn)。

3.3 抽象工廠優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

• 抽象工廠模式隔離了具體類的生成，使得客戶并不需要知道什么被創(chuàng)建。由于這種隔離，更換一個(gè)具體工廠就變得相對(duì)容易。所有的具體工廠都實(shí)現(xiàn)了抽象工廠中定義的那些公共接口，因此只需改變具體工廠的實(shí)例，就可以在某種程度上改變整個(gè)軟件系統(tǒng)的行為。
• 當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品族中的多個(gè)對(duì)象被設(shè)計(jì)成一起工作時(shí)，它能夠保證客戶端始終只使用同一個(gè)產(chǎn)品族中的對(duì)象。這對(duì)一些需要根據(jù)當(dāng)前環(huán)境來決定其行為的軟件系統(tǒng)來說，是一種非常實(shí)用的設(shè)計(jì)模式。

缺點(diǎn)

• 在添加新的產(chǎn)品對(duì)象時(shí)，難以擴(kuò)展抽象工廠來生產(chǎn)新種類的產(chǎn)品，這是因?yàn)樵诔橄蠊S角色中規(guī)定了所有可能被創(chuàng)建的產(chǎn)品集合，要支持新種類的產(chǎn)品就意味著要對(duì)該接口進(jìn)行擴(kuò)展，而這將涉及到對(duì)抽象工廠角色及其所有子類的修改，顯然會(huì)帶來較大的不便。

四、總結(jié)

根據(jù)模式是用來完成什么工作來劃分，這種方式可分為 創(chuàng)建型模式、結(jié)構(gòu)型模式和行為型模式 3 種。本文介紹的工廠方法和抽象工廠屬于創(chuàng)建型模式，該模式用于描述 “怎樣創(chuàng)建對(duì)象”，它的主要特點(diǎn)是 “將對(duì)象的創(chuàng)建與使用分離”。

GoF（Gang of Four）中提供了單例、原型、工廠方法、抽象工廠、建造者等 5 種創(chuàng)建型模式。其中阿寶哥已經(jīng)介紹過單例、工廠方法和抽象工廠，在后續(xù)的文章中阿寶哥將介紹建造者模式及如何基于建造者設(shè)計(jì)模式實(shí)現(xiàn)以下功能，感興趣的小伙伴記得關(guān)注喲。

let?builder:?QueryBuilder?=?new?QueryBuilder();

let?query:?Query?=?new?Query();
builder.query?=?query;
builder.bool().shouldMatch("lot_number",?307).bool().mustMatch("expiry_date",?"September?2020");
console.log(query.toString());

1995 年，艾瑞克·伽馬（ErichGamma）、理査德·海爾姆（Richard Helm）、拉爾夫·約翰森（Ralph Johnson）、約翰·威利斯迪斯（John Vlissides）等 4 位作者合作出版了《設(shè)計(jì)模式：可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)》（Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software）一書，在本教程中收錄了 23 個(gè)設(shè)計(jì)模式，這是設(shè)計(jì)模式領(lǐng)域里程碑的事件，導(dǎo)致了軟件設(shè)計(jì)模式的突破。這 4 位作者在軟件開發(fā)領(lǐng)域里也以他們的 “四人組”（Gang of Four，GoF）匿名著稱。

五、參考資源

• 簡單工廠模式（SimpleFactoryPattern）
• 工廠方法模式（Factory Method）
• 抽象工廠模式（Abstract Factory）- 最易懂的設(shè)計(jì)模式解析
• GoF 的 23 種設(shè)計(jì)模式的分類和功能