.NET设计模式(2): 工厂方法模式


工厂方法模式(Factory Method Pattern)

介绍:
简单工厂模式中,我们提到,工厂方法模式是简单工厂模式的一个延伸,它属于Gof23中设计模式的创建型设计模式。它解决的仍然是软件设计中与创建对象有关的问题。它可以更好的处理客户的需求变化。

引入
我们继续来说"new"的问题,我们在简单工厂模式中,将实例化对象的工作推迟到了专门负责创建对象的工厂类中,这样,在我们事先预知的情况下,可以根据我们的需要动态创建产品类。但是,我们的预知是有限的,客户的变化可能是无限的。所以,就出现了问题,一旦客户的变化超越了我们的预知,我们就必须修改我们的源代码了。这是设计模式所不允许的,怎么办呢?工厂方法模式正是解决此类问题的。
问题:具体工厂类的创建工作不能满足我们的要求了,创建的工作变化了
解决思路:哪里变化,封装哪里。把具体工厂封装起来。

定义
工厂方法模式又称为工厂模式,也叫虚拟构造器(Virtual Constructor)模式或者多态工厂模式(Polymorphic Factory),在工厂方法模式中,父类负责定义创建对象的公共接口,而子类则负责生成具体的对象,这样做的目的是将类的实例化操作延迟到子类中完成,即由子类来决定究竟应该实例化(创建)哪一个类。

意图
定义一个用户创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类,工厂方法模式使一个类的实例化延迟到其子类。

参与者

  • 抽象产品角色(Product)
    定义产品的接口
  • 具体产品角色(ConcreteProduct)
    实现接口Product的具体产品类
  • 抽象工厂角色(Creator)
    声明工厂方法(FactoryMethod),返回一个产品
  • 真实的工厂(ConcreteCreator)
    实现FactoryMethod工厂方法,由客户调用,返回一个产品的实例

工厂方法模式UML图
工厂方法模式UML图

现实生活中的例子
为了方便大家理解,我仍然举穿衣服方面的一个例子。这个例子与简单工厂模式中的那个例子有些不同。
据说清朝有个皇帝穿衣非常的奢侈,每种衣服(具体产品类)由一宫女(具体工厂类)专门负责,这样一来,每增加一种衣服(具体产品类),就要多出一个宫女(具体工厂类),但是他们各负其责,互不影响。皇帝之所以这样做,是因为针对穿衣服这件事来说,可扩展性是非常强的()。

分析
实现的功能:可以根据皇帝的要求,动态的创建(由宫女去拿)已存在的具体产品(衣服),如果皇帝的要求太苛刻,这种衣服还没有,只需要增加一个宫女,一个衣服就能够满足他的要求了。每个宫女只负责一种衣服(高内聚),要增加一种衣服,对于以前的所有宫女与衣服来说,都不会受到影响(设计模式中所期望的)。说到这里,是不是明白了工厂方法模式所能解决的问题及其应用了?呵呵。。你一定在想,比简单工厂模式灵活性高吧。。

抽象工厂角色代码

 1namespace FactoryMethod
 2{
 3    /// <summary>
 4    /// 抽象工厂类,定义产品的接口
 5    /// </summary>

 6    public interface IFactory
 7    {
 8        ICoat CreateCoat();
 9    }

10}

抽象产品角色代码

 1namespace FactoryMethod
 2{
 3    /// <summary>
 4    /// 抽象产品类
 5    /// </summary>

 6    public interface ICoat
 7    {
 8        void ShowCoat();
 9    }

10}

具体工厂角色代码

 1namespace FactoryMethod
 2{
 3    /// <summary>
 4    /// 具体工厂类:用于创建商务上衣类
 5    /// </summary>

 6    public class BusinessFactory:IFactory
 7    {        
 8        public ICoat CreateCoat()
 9        {
10            return new BusinessCoat();
11        }

12    }

13
14    /// <summary>
15    /// 具体工厂类,用于创建时尚上衣
16    /// </summary>

17    public class FashionFactory : IFactory
18    {
19        public ICoat CreateCoat()
20        {
21            return new FashionCoat();
22        }

23    }

24}

具体产品角色代码

 1namespace FactoryMethod
 2{
 3    /// <summary>
 4    /// 具体产品类,商务上衣类
 5    /// </summary>

 6    public class BusinessCoat:ICoat
 7    {
 8        public void ShowCoat()
 9        {
10            Console.WriteLine("这件是商务上衣");
11        }

12    }

13
14    /// <summary>
15    /// 具体产品类,时尚上衣类
16    /// </summary>

17    public class FashionCoat : ICoat
18    {
19        public void ShowCoat()
20        {
21            Console.WriteLine("这件是时尚上衣");
22        }

23    }

24}

25

客户端代码

 1namespace FactoryMethod
 2{
 3    /// <summary>
 4    /// 客户端代码
 5    /// </summary>

 6    class Client
 7    {
 8        static void Main(string[] args)
 9        {
10            //为了方便以后修改,将工厂类的类名写在应用程序配置文件中
11            string factoryName = ConfigurationManager.AppSettings["FactoryName"];
12          
13            IFactory factory = (IFactory)Assembly.Load("ConcreteFactory").CreateInstance("FactoryMethod." + factoryName);
14            
15            ICoat coat = factory.CreateCoat();
16            //显示你要的上衣
17            coat.ShowCoat();
18        }

19    }

20}

客户端代码需要注意的两个地方:
1,把具体工厂类类名称写在了应用程序配置文件中,方便修改
2,用到了反射,利用.NET提供的反射可以根据类名来创建它的实例,非常方便


由反射想到的:
下面这一段内容不是计划要写的。
如果在具体工厂中,每次new的对象都是一个,而且这些类是继承自抽象产品接口的,那么我们用简单工厂模式也可以实现动态的增加具体产品类。这样来做,在简单工厂模式中最核心的部分----工厂类不要根据传来的条件去动态创建产品类,利用反射机制去创建。把要实例化的类名放在应用程序配置文件中,呵呵。。这样利用.NET特有的反射就可以用简单工厂模式解决更多的问题了,工厂方法模式的一部分问题也是可以通过“这样的简单工厂模式”解决的,在需要增加具体产品类时,不用增加具体工厂,是不是简单一些呀。下去试一下。。。

优点:

  • 基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键。它能够使工厂可以自主确定创建何种产品对象。而且如何创建一个具体产品的细节完全封装在具体工厂内部,符合高内聚,低耦合。
  • 在系统中加入新产品时,无需修改抽象工厂和抽象产品提供的接口,无需修改客户端,也无需修改其他的具体工厂和具体产品,很好的利用了封装和委托。

缺点:

  • 在添加新产品时,需要编写新的具体产品类(其实这不算一个缺点,因为这是不可避免的),要增加与之对应的具体工厂类。

应用情景:

  • 类不知道自己要创建哪一个对象时
  • 类用它的子类来指定创建哪个对象
  • 当类将创建对象的职责委托给多个帮助子类中的某一个,并且你希望将哪一个帮助子类是代理者这一信息局部化的时候  

工厂方法模式在ASP.NET HTTP通道中的应用,TerryLee在他的那篇文件中写的非常好,推荐去看一下。

参考资料

  • 《深入浅出设计模式(C#/Java版) 》 清华大学出版社 
  • MSDN Webcast  C#面向对象设计模式纵横谈 李建忠老师

源程序下载:
            https://files.cnblogs.com/anlyren/FactoryMethod.rar

©2007 renly
原创作品,欢迎转载,转载请注明来自博客园,留此信息。

posted @ 2008-01-26 16:57  任力  阅读(14241)  评论(36编辑  收藏  举报