设计模式学习笔记（五）——FactoryMethod工厂模式

   刚开始接触设计模式时就常常听到同事提起工厂模式，那时也看过一些人写的Blog，但是往往把注意力放在代码的编写上。在这段时间的学习中慢慢体会到设计模式是用来解决一类问题，而不是某些固定的代码片段。换句话说是解决问题的思想。设计模式可以解决模块的耦合关系，可以解决因需求变动带来的问题。程序在第一次编写时，各个模块之间可能是紧耦合，但是经过代码重构，可以将模块之间变为松耦合。当然，我觉得我们也可以在软件设计之初把变化考虑到其中，对于业务型软件设计，在了解需求后，可以尽可能将其分出主次关系。也就是主体与枝节的关系。如下图

       对于工厂模式来说，要求高层模块变化相对较慢，底层模块变化相对较快。这样符合设计模式中的依赖倒置原则——高层模块不依赖于底层模块。换句话说，软件设计是要划分易变部分和稳定部分。这样在一些枝节问题发生变化时，主干不用变化。如果是紧耦合状态，有可能造成一个地方变化，连带着很多地方要发生变化。

       工厂模式要解决的是“某个对象”的创建工作，由于需求的变化，这个对象常常面临着剧烈的变化，但是这个对象拥有的接口相对稳定。也就是说：枝节常常发生变化，但是枝节与主干的接口相对稳定。

       《设计模式》中是这样说明：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化那个类。FactoryMethod使得一个类的实例化延迟到子类。

       现在看这句话可能有些不明白，我们一会再来分析一下。先来看看工厂模式的大体结构。如下图：

       我们还是用实例化汽车的例子来解释。对于客户端程序（ClientApp）如果想要一个汽车的对象，需要调用生产这个汽车的Factory的对象。当然，这个类继承自一个AbstractFactory基类。而这个Factory类就是《设计模式》中提到的“子类”，它来决定实例化那个类。

       下面我们来具体实现一下代码，首先，我们需要两个基类，一个是Car的，一个是Factory的。Factory类型的作用是构建Car的对象。代码如下：

public abstract class AbstractCar

    {

        public abstract string Run();

        public abstract string Stop();

        public abstract string Accelerate();

        public abstract string Decelerate();

    }

 

    public abstract class AbstractFactory

    {

        public abstract AbstractCar CreateCar();

    }

    下面，我们来做一个BMW的实现代码：

public class BMWCar:AbstractCar

    {

        public override string Run()

        {

            return "BMW Run";

        }

 

        public override string Stop()

        {

            return "BMW Stop";

        }

 

        public override string Accelerate()

        {

            return "BMW Accelerate";

        }

 

        public override string Decelerate()

        {

            return "BMW Decalerate";

        }

    }

 

    public class BMWFactory:AbstractFactory

    {

        public override AbstractCar CreateCar()

        {

            return new BMWCar();

        }

    }

这样我们就可以在客户端程序得到一个BMW的实例，并使用它的方法：

class Class1

    {

        /// <summary>

        /// 应用程序的主入口点。

        /// </summary>

        [STAThread]

        static void Main(string[] args)

        {

            AbstractCar car = CreateCarFunc(new BMWFactory ());

            Console.Write(car.Run() + "\n");

            Console.Write(car.Stop() + "\n");

            Console.Write(car.Accelerate() + "\n");

            Console.Write(car.Decelerate() + "\n");

            Console.Read();

        }

 

        public static AbstractCar CreateCarFunc(AbstractFactory factory)

        {

            return factory.CreateCar();

        }

}

在客户端程序中，我们AbstractFactory的对象来得到Car的对象

结果如下：

BMW Run

BMW Stop

BMW Accelerate

BMW Decalerate

如果我们需求变了，现在要BORA的对象，那末，我们首先要对程序作一下扩展，先加入BOAR的Car类和Factory类，代码如下：

public class BORACar:AbstractCar

    {

        public override string Run()

        {

            return "BORA Run";

        }

 

        public override string Stop()

        {

            return "BORA Stop";

        }

 

        public override string Accelerate()

        {

            return "BORA Accelerate";

        }

 

        public override string Decelerate()

        {

            return "BORA Decelerate";

        }

    }

 

    public class BORAFactory:AbstractFactory

    {

        public override AbstractCar CreateCar()

        {

            return new BORACar();

        }

}

在客户端程序中，我们只要稍作修改，将BMWFactory的实例化变为BORAFactory的实例化就可以，代码如下：

class Class1

    {

        /// <summary>

        /// 应用程序的主入口点。

        /// </summary>

        [STAThread]

        static void Main(string[] args)

        {

            AbstractCar car = CreateCarFunc(new BORAFactory());

            Console.Write(car.Run() + "\n");

            Console.Write(car.Stop() + "\n");

            Console.Write(car.Accelerate() + "\n");

            Console.Write(car.Decelerate() + "\n");

            Console.Read();

        }

 

        public static AbstractCar CreateCarFunc(AbstractFactory factory)

        {

            return factory.CreateCar();

        }

}

得到的结果是：

BORA Run

BORA Stop

BORA Accelerate

BORA Decelerate

Factory Method的几个要点：

1、Factory Method模式主要用于隔离类对象的使用者和具体类型之间的耦合关系。面对一个经常变化的具体类型，紧耦合关系会导致软件的脆弱。

2、Factory Method模式通过面向对象的手法，将所要创建的对象工作延迟到子类，从而实现一种扩展的策略，较好的解决了这种紧耦合关系。