PHP与设计模式： 工厂方法模式详解与实战

1. 什么是工厂方法模式？

• 定义
  工厂方法模式是简单工厂模式的改进版。它使用抽象工厂接口或基类来定义工厂方法，具体由子类实现，生成对应的产品实例。
• 特点
  将对象的创建逻辑移到了子类中，满足开闭原则（对扩展开放，对修改关闭）。
  客户端只依赖抽象工厂接口，完全不关心具体产品的创建过程。

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2. 工厂方法模式的结构

工厂方法模式通常由以下部分组成：

1. 抽象产品（Product）：定义产品的通用接口。
2. 具体产品（ConcreteProduct）：实现具体的产品逻辑。
3. 抽象工厂（Creator）：定义工厂方法接口，通常是一个抽象类或接口。
4. 具体工厂（ConcreteCreator）：实现工厂方法，创建具体的产品实例。
5. 客户端（Client）：通过调用工厂接口创建产品对象，而无需直接实例化具体类。

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3. 工厂方法模式的PHP实现

下面是一个完整的工厂方法模式实现：

<?php

// 抽象产品
interface Product {
    public function getDescription(): string;
}

// 具体产品A
class ProductA implements Product {
    public function getDescription(): string {
        return "This is Product A.";
    }
}

// 具体产品B
class ProductB implements Product {
    public function getDescription(): string {
        return "This is Product B.";
    }
}

// 抽象工厂
abstract class Factory {
    // 工厂方法
    abstract public function createProduct(): Product;
}

// 具体工厂A
class FactoryA extends Factory {
    public function createProduct(): Product {
        return new ProductA();
    }
}

// 具体工厂B
class FactoryB extends Factory {
    public function createProduct(): Product {
        return new ProductB();
    }
}

// 客户端代码
function clientCode(Factory $factory) {
    $product = $factory->createProduct();
    echo $product->getDescription() . PHP_EOL;
}

// 测试
clientCode(new FactoryA()); // 输出: This is Product A.
clientCode(new FactoryB()); // 输出: This is Product B.
?>

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4. 代码解析

核心实现

1. 抽象产品（Product 接口）：
   ○ 定义产品的公共方法 getDescription()。
2. 具体产品（ProductA 和 ProductB）：
   ○ 实现了 Product 接口，分别提供产品A和产品B的功能。
3. 抽象工厂（Factory 抽象类）：
   ○ 提供了抽象的工厂方法 createProduct()。
4. 具体工厂（FactoryA 和 FactoryB）：
   ○ 实现 createProduct() 方法，分别返回具体产品A或B的实例。
5. 客户端代码：
   ○ 通过工厂接口调用 createProduct()，获取产品实例，客户端无需关心具体产品的创建细节。

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5. 工厂方法模式的优缺点

优点

1. 遵循开闭原则：增加新产品时，只需新增具体产品类和对应工厂类，不需要修改现有代码。
2. 解耦对象创建和使用：客户端通过工厂接口获取对象实例，而不依赖具体类名。
3. 灵活性高：可以根据需求动态选择不同的工厂实现。
   缺点
4. 增加系统复杂性：每个产品都需要对应的工厂类，增加了类的数量。
5. 不适合简单场景：如果产品种类少且变化不频繁，使用简单工厂模式更合适。

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6. 实际应用场景

工厂方法模式在以下场景中非常有用：
多数据库支持
支持不同类型的数据库连接（如MySQL、SQLite）：

<?php

interface DatabaseConnection {
    public function connect(): string;
}

class MySQLConnection implements DatabaseConnection {
    public function connect(): string {
        return "Connected to MySQL.";
    }
}

class SQLiteConnection implements DatabaseConnection {
    public function connect(): string {
        return "Connected to SQLite.";
    }
}

abstract class DatabaseFactory {
    abstract public function createConnection(): DatabaseConnection;
}

class MySQLFactory extends DatabaseFactory {
    public function createConnection(): DatabaseConnection {
        return new MySQLConnection();
    }
}

class SQLiteFactory extends DatabaseFactory {
    public function createConnection(): DatabaseConnection {
        return new SQLiteConnection();
    }
}

// 客户端代码
function connectToDatabase(DatabaseFactory $factory) {
    $connection = $factory->createConnection();
    echo $connection->connect() . PHP_EOL;
}

connectToDatabase(new MySQLFactory());
connectToDatabase(new SQLiteFactory());
?>

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7. 工厂方法模式与简单工厂模式的对比

模式	主要特点	适用场景
简单工厂模式	使用一个工厂类创建所有产品，违反开闭原则	产品种类少，创建逻辑简单的场景
工厂方法模式	每种产品对应一个具体工厂，符合开闭原则	产品种类多，需要频繁扩展的场景