【转载】.NET设计模式工厂模式

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简单工厂模式（Simple Factory Pattern）

又称为静态工厂方法，是一种编程习惯，属于类的创建型模式，通常根据一个条件（参数）来返回不同的类的实例。

引入：
我们在编程的时候，每当"new"一个对象之后，这个对象就依赖于这个类了。如果在后期的维护过程中由于某些原因需要修改一下这个类，则唯一的做法就是打开源代码，进行修改，修改所有与这个对象有关的操作。这对我们是非常不利的。
问题出来了：对象不能应对“具体实例化类型”的变化
解决思路：套用一下李建忠李老师的话，封装变化点，哪里变化，封装哪里。在这个例子中，要实例化的类变了，就将实例化这个操作封装起来，我们可以把"new"这个操作移交一个具体的类，由它去负责根据我们的条件创建具体类的实例，也就是下面要说的“简单工厂模式”。

参与者：

• 工厂角色（Creator）
  是简单工厂模式的核心，它负责根据条件参数实现创建所有具体产品类的实例，直接被用户调用
• 抽象产品角色（Product）
  是所有具体产品角色的父类，它负责描述所有实例所共有的公共接口。
• 具体产品角色（Concrete Product）
  继承自抽象产品角色，一般为多个，是简单工厂模式的创建目标。工厂类返回的都是该角色的某一具体产品。

现实生活中例子：
每次参加不同的聚会或者与不同的人见面，可能穿的衣服是不一样的，比如，你今天上午要与你的一个新客户见面，你可能会对你的老婆说：老婆，给拿件商务装（参数），我要去见我的一个客户，你老婆（工厂类）接到你的请求（商务装参数）后，从衣柜中取出一件商务装（具体产品），交给你。整个过程就完成了。

分析：
你可能根据不同的条件，要的衣服是不一样的，但要的衣服都是已经在你的衣柜中存在的。并且，每件上衣它们都属于同一种抽象，即它们可以从一个抽象类或接口中继承，这此衣服各自都有一定特征，这些都是条件。然后你要的时候，就可以向你老婆说一种特征，她就会根据这个特征为你服务了。这就是典型的简单工厂模式的应用。

 抽象产品类代码

1    /// <summary>
2    /// 抽象产品类:上衣
3    /// </summary>
4    public interface ICoat
5    {
6        void GetYourCoat();
7    }

 

具体产品

1namespace SimpleFactory
 2{
 3    /// <summary>
 4    /// 具体产品类：商务上衣
 5    /// </summary>
 6    public class BusinessCoat:ICoat
 7    {
 8        public void GetYourCoat()
 9        {
10            Console.WriteLine("商务上衣");
11        }
12    }
13
14    /// <summary>
15    /// 具体产品类：时尚上衣
16    /// </summary>
17    public class FashionCoat : ICoat
18    {
19        /// <summary>
20        /// 实现ICoat中定义的方法
21        /// </summary>
22        /// <returns></returns>
23        public void GetYourCoat()
24        {
25            Console.WriteLine("时尚上衣");
26        }
27    }
28}

 

 

工厂类

1namespace SimpleFactory
 2{
 3    /// <summary>
 4    /// 简单工厂模式中的核心部分:工厂类
 5    /// </summary>
 6    public class Factory
 7    {
 8        public ICoat CreateCoat(string styleName)
 9        {
10            switch (styleName.Trim().ToLower())
11            {
12                case "business":
13                    return new BusinessCoat();
14                case "fashion":
15                    return new FashionCoat();
16                default :
17                    throw new Exception("还没有你要的那种衣服");
18            }
19        }
20    }
21}

 

客户在调用的时候的代码

1 /// <summary>
 2    /// 客户类
 3    /// </summary>
 4    class Client
 5    {
 6        static void Main(string[] args)
 7        {
 8            ICoat food;
 9            try
10            {
11                Factory factory = new Factory();
12
13                Console.Write("我要的是时尚上衣\t");
14                food = factory.CreateCoat("fashion");
15                food.GetYourCoat();
16
17            }
18            catch (Exception ex)
19            {
20                Console.WriteLine(ex.Message);
21            }
22        }
23    }

这里，参数我直接写上了，我们其实可以将这个参数写到一个xml文件中，如app.config文件中，动态的读出来，需要穿另外一种衣服了，只需要打开app.config文件，修改里面的值就行了，不需要项目重新编译。这样这个小程序就能够适应一定的变化了（在上传上去的代码中我会修改一下）。其实它也是设计模式正要解决的问题，在不修改代码的情况下，使项目能够适应一定的客户需求变化。注意，是一定的，并非全部。

 

优点：

• 简单工厂模式能够根据外界给定的信息，决定究竟应该创建哪个具体类的对象。通过它，外界可以从直接创建具体产品对  象的尴尬局面中摆脱出来。
• 外界与具体类隔离开来，偶合性低。
• 明确区分了各自的职责和权力，有利于整个软件体系结构的优化。

缺点：

• 工厂类集中了所有实例的创建逻辑，容易违反GRASPR的高内聚的责任分配原则 
• 虽然简单工厂模式能够适应一定的变化，但是它所能解决的问题是远远有限的。它所能创建的类只能是事先教考虑到的，如果需要添加新的类，则就需要改变工厂类了。（这个问题在下一个工厂方法模式将得到很好的解决）

 

 

工厂方法模式（Factory Method Pattern）

介绍：
在简单工厂模式中，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

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

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

<appSettings>
    <add key="factoryName" value="BusinessFactory"></add>
</appSettings>

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

抽象工厂模式适用于对“一系列相互依赖的对象”的创建工作，这些对象是相互依赖的，是有联系的。如果仅为一个对象的创建则用简单工厂模式或工厂方法模式完全可以实现，没有必要用抽象工厂模式