大话设计模式之工厂模式 C#

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大话设计模式一书中第一个开讲的设计模式是简单工厂模式，关于简单工厂模式大家可参考鄙人的博客：代码无错就是优？简单工厂模式 C#

当然，本篇博客所讲的工厂模式和简单工厂模式还是非常类似的，因此，在进行工厂模式讲解之前，我们有必要重温下简单工厂模式

何为工厂模式？不论是简单工厂模式还是本篇的工厂模式，其工厂类主要负责生产对象，然后通过相应的对象调用相关的方法

在重温简单工厂模式之前，我们再次看下简单工厂模式的UML类图

针对上述的简单工厂模式UML类图，我们得到如下叙述：

1、简单工厂类是和运算类是有关联的（实线加箭头代表关联），简单工厂类的主要功能是生产运算对象

2、运算类用斜体表示，说明运算类为抽象类，运算类有两个属性及一个返回值为 double 的方法

3、加减乘除类继承运算类并实现GetResult()方法。

针对上述三点叙述，我们可用如下代码来实现（如果你还看不懂UML类图，可以参考鄙人博客：UML类图应该怎么看？）

    public class 简单工厂类
    {
        double NumberA, NumberB;
        public 简单工厂类() { }
        public 简单工厂类(double A, double B)
        {
            this.NumberA = A;
            this.NumberB = B;
        }
        double Oper = new double();
        public double Operate(string 符号)
        {
            switch (符号)
            {
                case "+": Oper = new 加法类().GetResult(NumberA, NumberB); break;
                case "-": Oper = new 减法类().GetResult(NumberA, NumberB); break;
                case "*": Oper = new 乘法类().GetResult(NumberA, NumberB); break;
                case "/": Oper = new 除法类().GetResult(NumberA, NumberB); break;
            }
            return Oper;
        }
    }

    public abstract class 运算类
    {
        public abstract double GetResult(double NumberA, double NumberB);
    }

    public class 加法类:运算类
    {
        public override double GetResult(double NumberA, double NumberB)
        {
            return NumberA + NumberB;
        }
    }

    public class 减法类 : 运算类
    {
        public override double GetResult(double NumberA, double NumberB)
        {
            return NumberA - NumberB;
        }
    }

    public class 乘法类 : 运算类
    {
        public override double GetResult(double NumberA, double NumberB)
        {
            return NumberA * NumberB;
        }
    }

    public class 除法类 : 运算类
    {
        public override double GetResult(double NumberA, double NumberB)
        {
            if (NumberB != 0)
                return NumberA / NumberB;
            else throw new Exception("被除数不能为零");

        }
    }

        static void Main(string[] args)
        {
            double A = 1;
            double B = 2;
            string F = "/";
            简单工厂类 M = new 简单工厂类(A,B);
            double Result =  M.Operate(F);
            Console.WriteLine(Result);
            Console.ReadKey();
        }

上述代码是鄙人看着UML类图自己设计的，和博客：代码无错就是优？简单工厂模式 C# 中的设计代码并不一样！当然，这两种代码都准确的表达的简单工厂的理念。有兴趣的也可以看下 代码无错就是优？简单工厂模式 中的代码实现形式。

OK，上述就是简单工厂模式的代码设计方案！

但是简单工厂模式违反了设计模式的开闭原则，所以我们有必要对其进一步优化！

所谓开闭原则：

这个原则其实有两个特性，一个是说对于扩展是开放的，另一个是说，对于修改是封闭的（ASD原则）

如何优化呢？

工厂模式闪亮登场...

首先看下工厂模式关于加减乘除的UML类图

额，似乎复杂了很多！

 不急，我们慢慢分析，然后再用代码实现！

1、运算工厂接口依赖运算类，加法工厂类依赖加法类，减法工厂类依赖减法类，乘法工厂类依赖乘法类，除法工厂类依赖除法类！（虚线加箭头代表依赖）

2、加减乘除工厂类继承运算工厂接口，加减成熟类继承运算类（三角加实线代表继承）

3、下方的M的N次方类和对应的工厂类是用来扩展的。

那么，分析了UML类图的信息，怎样用代码实现呢？

首先我们来创建左侧部分的五个类（运算类及加减乘除类），如下：

    /// <summary>
    /// 运算类
    /// </summary>
    public class Operation
    {
        public double NumberA, NumberB;
        public virtual double GetResult()
        {
            return 0;
        }
    }

    public class Add : Operation
    {
        public override double GetResult()
        {
            return NumberA + NumberB;
        }
    }

    public class Sub : Operation
    {
        public override double GetResult()
        {
            return NumberA - NumberB;
        }
    }

    public class Mul : Operation
    {
        public override double GetResult()
        {
            return NumberA * NumberB;
        }
    }

    public class Div : Operation
    {
        public override double GetResult()
        {
            if (NumberB == 0)
                throw new Exception("被除数不能为零");
            return NumberA / NumberB;
        }
    }

其次，我们来构建右侧部分的一个接口及四个类（加减乘除工厂类），如下：

    public interface IFactory
    {
        Operation GetOperation();
    }

    public class AddFactory : IFactory
    {
        public Operation GetOperation()
        {
            return new Add();
        }
    }

    public class SubFactory : IFactory
    {
        public Operation GetOperation()
        {
            return new Sub();
        }
    }

    public class MulFactory : IFactory
    {
        public Operation GetOperation()
        {
            return new Mul();
        }
    }

    public class DivFactory : IFactory
    {
        public Operation GetOperation()
        {
            return new Div();
        }
    }

客户端代码为：

        static void Main(string[] args)
        {
            IFactory F = new AddFactory();
            Operation AM = F.GetOperation();
            AM.NumberA = 8;
            AM.NumberB = 7;
            double sum = AM.GetResult();
            Console.WriteLine(sum);
            Console.ReadKey();
        }

最后，我们来运行一下（7+8=15）：

写到这儿，我可以自豪的说：如果你要加平方根运算，我只需新增平方根类及平方根工厂。因此，现在的设计是不违反设计模式的开闭规则的！

我们知道，在简单工厂模式中，我们可以通过运工厂类的 Switch Case 来判断具体的运算类型，但是上述所写的工厂模式却做不到了！这样写无形中加重了客户端的负担（客户端必须自己来判断运算类型），因此：有没有好的办法解决这个弊端呢？

答案是有，而且还有一个有趣的名字，叫：雷锋工厂

如何用代码实现呢？

@陈卧龙的博客