1写在前面

工厂模式是最常见的一种创建型设计模式，通常说的工厂模式指的是工厂方法模式，是使用频率最高的工厂模式。简单工厂模式又称为静态工厂方法模式，不属于GoF 23种设计模式，它属于类创建型模式，是其它工厂模式的入门。

2游戏工厂的设计

ONEGAME游戏公司计划开发一条游戏生产线，该生产线可以向玩家提供不同类型的游戏，例如：RGP游戏、MMORGP游戏、MOBA游戏以及FPS游戏等。为了提供这些游戏，游戏公司需要创建一个游戏工厂，来创建这些游戏的实例。

【资料图】

ONEGAME游戏公司提出了初始设计方案，就是将所有类型的游戏的实现代码封装到一个Game类中，然后通过Game工厂来创建实例。实现代码如下：

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

上面的代码实现了游戏的创建和玩游戏的功能，但是这样的设计存在以下问题：

Game类的代码会越来越臃肿，而且违反了单一职责原则，不利于代码的维护和扩展。在需要对Game类进行扩展新游戏的时候，需要对源码进行修改，这就违反了开闭原则。用户只能通过new关键字来直接创建实例，而不是通过Game工厂来创建实例，耦合性高，对象创建和使用无法分离。

为了解决上面的问题，我们可以对Game类进行重构，将其拆分成多个游戏类，每个游戏类只负责自己的初始化和玩游戏的功能，这样就可以避免代码臃肿和违反单一职责原则的问题。但是这样做还是无法解决对象创建和使用无法分离的问题，我们可以通过简单工厂模式来解决这个问题。

3简单工厂模式

简单工厂的设计思想就是，将创建不同对象的相关的代码封装到不同的类中，即具体产品类，这样就可以避免代码的臃肿和违反单一职责原则的问题。将它们的公共代码抽象到和封装到一个抽象产品类中，每个具体类都是抽象产品类的子类。然后通过一个工厂类来创建这些具体产品类的实例，通过传入的参数不同创建对应的具体产品对象。

什么是简单工厂模式

简单工厂模式：定义一个工厂类，通过传入参数来创建不同的具体产品类的实例，被创建的实例都具有共同的父类。

简单工厂模式结构包括三个角色：

工厂类：创建具体产品类的实例的工厂类，负责实现创建具体产品实例的内部逻辑。工厂类可以被外界直接调用，创建所需的产品对象。抽象产品类：创建具体产品类的实例的抽象产品类，它是需要工厂类所创建的所有具体产品类的公共父类，封装了各种产品对象的公有方法。具体产品类：具体产品类的实例，是简单工厂模式的创建目标，它继承抽象产品类的公共父类，所有被创建的对象都是这个产品对应的具体产品类的实例。

使用简单工厂模式优化上面的代码，以实现一个游戏工厂为为例，实现可以生产不同类型的游戏为目的。首先定义一个抽象产品类Game，然后定义具体产品类FPSGame、RPGGame、MOBAGame，最后定义一个工厂类GameFactory，通过传入不同的参数来创建不同的游戏实例。

// 游戏接口：抽象产品类interface Game {  play(): void;}// 各种游戏的具体实现类：具体产品类// FPS游戏class FPSGame implements Game{  play() {    console.log("FPS游戏");  }}// RPG游戏class RPGGame implements Game {  play() {    console.log("RPG游戏");  }}// MOBA游戏class MOBAGame implements Game {  play() {    console.log("MOBA游戏");  }}// 游戏工厂：创建具体产品类的实例的工厂类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");    }  }}

用户实际使用创建对应的游戏：

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

在实际使用中，客户端代码只需要传入类型参数，就可以获取得到对应的游戏对象，而不需要关系对象的具体实现。这就符合简单工厂模式的设计思想。

简单工厂模式的优点封装实例化过程：简单工厂模式在一个工厂类中封装了实例化对象的过程，创建对象的细节被隐藏在工厂类中，外界无需关心对象是如何被创建出来的。定义统一接口：工厂类所创建的对象都实现了一个共同的接口，对外提供一致的使用方式。通过参数创建不同实例：客户端只需要传入不同的参数给工厂类，就可以获取不同的对象实例，而不需要知道具体类名。实现解耦：简单工厂模式实现了客户端与产品类的解耦，客户端不需要知道所创建对象的具体实现，只需要知道参数即可。优化开闭原则：当需要新增一个产品类时，只需要实现统一接口，然后在工厂类中添加对应类型即可，无需修改客户端代码。高内聚，低耦合：每个产品类只关心自己的功能实现，不关心实例化过程;客户端不依赖具体类。使代码内聚性高、耦合度低。4简单工厂模式的优化使用泛型优化工厂类

在上面的实现中，工厂类的创建方法返回的是Game接口类型，缺点是客户端得到的对象类型信息不全，对此可以使用泛型来改进：

// 游戏接口：抽象产品类interface Game {  play(): void;}class FPSGame implements Game {  //...}class RPGGame implements Game {  //...}class MOBAGame implements Game {  //...}class GameFactory{  static createGame(type: string): T{    //...  }}

这样在客户端代码得到的对象类型信息更加准确。

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

使用泛型优化工厂类的优化

上面的代码中，所有的产品类都需要实现 Game 接口，这样会存在代码重复的问题。我们可以引入一个泛型接口 IGame来改进：

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 {  // ...}

这样每个产品类就可以定制自己的 info 方法返回值类型了。

使用抽象类改进产品类

上面的代码还存在问题：所有产品类都需要实现 play 方法，这会导致重复代码。我们可以使用抽象类来解决这个问题：

abstract class GameBase {  play() {    // 默认游戏逻辑  } }class RPGGame extends GameBase implements IGame {  info() {    return "RPG";  }}class MOBAGame extends GameBase implements IGame {  // ...}class FPSGame extends GameBase implements IGame {  // ...}

这样产品类就不需要重复实现 play 方法了，只需要继承 GameBase 并实现 info 方法即可。

使用配置文件创建工厂类

上面的代码中，工厂类的创建方法需要传入一个类型参数，这样会导致客户端代码需要知道具体的类型参数，这样就会破坏简单工厂模式的封装性。我们可以使用配置文件来解决这个问题：

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

工厂类读取配置创建对象：

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

这样当需要新增游戏类型时，只需要在配置类中添加新的类型和类即可，工厂类的代码无需修改。

利用依赖注入实现解耦

我们还可以通过依赖注入进一步解耦:

@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) {      // ...    }  }}

这样工厂类不再负责创建对象，而是通过注入的方式获取对象实例，大大提升了灵活性。

5完整代码示例

下面是使用 TypeScript 深入解析简单工厂模式的示例，通过工厂类和产品类的抽象与解耦，可以实现创建对象逻辑的集中和优化，提高代码的灵活性和扩展性。TypeScript 通过接口、泛型和抽象类等特性增强了简单工厂模式的实现。掌握设计模式对编写优雅可扩展的 TypeScript 代码很有帮助。

// 游戏接口interface Game {  play(): void;}// 泛型游戏接口 interface IGame {  play(): void;  info(): T;}// 抽象游戏类abstract class GameBase {  play() {    console.log("Playing game...");  }}// RPG游戏类class RPG extends GameBase implements IGame {  info() {    return "RPG";   }}// MMORPG游戏类  class MMORPG extends GameBase implements IGame {  info() {    return "MMORPG";  }}// FPS游戏类class FPS extends GameBase implements IGame {  info() {    return "FPS";   }}// 配置类class GameConfig {  static gameTypes = {    "RPG": RPG,    "MMORPG": MMORPG,    "FPS": FPS  }}// 工厂类class GameFactory {  static createGame(type: string) {    const Constructor = GameConfig.gameTypes[type];    if (!Constructor) {      throw new Error("Unknown type");    }    return new Constructor();  }}// 客户端const rpgGame = GameFactory.createGame("RPG");rpgGame.play();console.log(rpgGame.info());const fpsGame = GameFactory.createGame("FPS");fpsGame.play();console.log(fpsGame.info());

6简单工厂模式和单例模式的区别1. 用途不同

简单工厂模式是一种创建对象的设计模式，它通过工厂类来创建产品对象，主要目的是将对象创建的过程封装起来，便于管理和维护。

而单例模式是一种确保某个类只有一个实例的设计模式，它的目的是在整个软件系统中，对某个类只创建一个对象实例，避免浪费资源。

2. 实现方式不同

简单工厂模式是通过工厂类的静态方法创建对象实例，可以创建多个实例。

单例模式是在类中定义一个静态变量保存单例实例，并通过一个静态方法来获取这个实例，确保只创建一个实例。

3. 使用场景不同

简单工厂模式用于创建同一类产品的不同对象实例，客户端无需知道具体产品类的类名。

单例模式用于创建对唯一实例有需求的对象，如线程池、缓存、日志对象等。

小结一下，简单工厂模式关注创建不同实例，单例模式关注如何只创建一个实例。二者解决的问题和应用场景不同，但可以结合使用，工厂类可以返回单例对象。

7总结

通过上面的示例，我们使用 TypeScript 从多个方面对简单工厂模式进行了深入解析，包括:

使用泛型优化工厂方法的返回类型使用泛型接口减少产品类代码重复使用抽象类提取产品类公共代码使用配置文件动态创建产品类实例

简单工厂模式的优点:

将对象创建的过程封装在工厂类中，实现了解耦客户端无须知道所创建具体产品类的类名可以方便地扩展新的具体产品类

简单工厂模式的缺点:

工厂类职责较重，所有产品创建逻辑都集中在工厂类如果产品类型较多，工厂类会变得很复杂扩展新的产品困难，需要修改工厂类代码

简单工厂模式通过工厂类和产品类的解耦，可以实现创建对象逻辑的集中化和优化，是非常常用和灵活的一种设计模式。TypeScript 通过接口、泛型和抽象类等特性，可以更优雅地实现简单工厂模式，提高代码的复用性和扩展性。