设计模式之工厂方法模式

设计模式之工厂方法模式

又称虚拟构造函数、Virtual Constructor、Factory Method

一、定义

工厂方法模式是一种创建型设计模式， 其在父类中提供一个创建对象的方法， 允许子类决定实例化对象的类型。

二、方案

工厂方法模式建议使用特殊的工厂方法代替对于对象构造函数的直接调用 （即使用 new运算符）。 不用担心， 对象仍将通过 new运算符创建， 只是该运算符改在工厂方法中调用罢了。 工厂方法返回的对象通常被称作 “产品”。乍看之下， 这种更改可能毫无意义： 我们只是改变了程序中调用构造函数的位置而已。 但是， 仔细想一下， 现在你可以在子类中重写工厂方法， 从而改变其创建产品的类型。但有一点需要注意:仅当这些产品具有共同的基类或者接口时， 子类才能返回不同类型的产品， 同时基类中的工厂方法还应将其返回类型声明为这一共有接口。

三、适合应用场景

1. 当你在编写代码的过程中， 如果无法预知对象确切类别及其依赖关系时， 可使用工厂方法。
2. 如果你希望用户能扩展你软件库或框架的内部组件， 可使用工厂方法。
3. 如果你希望复用现有对象来节省系统资源， 而不是每次都重新创建对象， 可使用工厂方法。

四、实现方式

1. 让所有产品都遵循同一接口。 该接口必须声明对所有产品都有意义的方法。
2. 在创建类中添加一个空的工厂方法。 该方法的返回类型必须遵循通用的产品接口。
3. 在创建者代码中找到对于产品构造函数的所有引用。 将它们依次替换为对于工厂方法的调用， 同时将创建产品的代码移入工厂方法。 你可能需要在工厂方法中添加临时参数来控制返回的产品类型。
4. 现在， 为工厂方法中的每种产品编写一个创建者子类， 然后在子类中重写工厂方法， 并将基本方法中的相关创建代码移动到工厂方法中。
5. 如果应用中的产品类型太多， 那么为每个产品创建子类并无太大必要， 这时你也可以在子类中复用基类中的控制参数。

五、优缺点

• 你可以避免创建者和具体产品之间的紧密耦合。✔
• 单一职责原则。 你可以将产品创建代码放在程序的单一位置， 从而使得代码更容易维护。✔
• 开闭原则。 无需更改现有客户端代码， 你就可以在程序中引入新的产品类型。✔
• 应用工厂方法模式需要引入许多新的子类， 代码可能会因此变得更复杂。 最好的情况是将该模式引入创建者类的现有层次结构中。×

六、代码实例

/// <summary>
/// 工厂方法模式 
/// </summary>
namespace DesignModel.FactoryMethod
{
    /// <summary>
    /// 创建者
    /// Creator类声明了要返回的工厂方法
    /// </summary>
    abstract class Creator
    {
        //Product类的对象。创建者的子类通常提供此方法的实现。
        public abstract IProduct FactoryMethod();
        public string SomeOperation()
        {
            var product = FactoryMethod();
            var str = "使用同一创建者代码执行" + product.Operation();
            return str;
        }
    }

    class CreatorA : Creator
    {
        public override IProduct FactoryMethod()
        {
            return new ProductA();
        }
    }

    class CreatorB : Creator
    {
        public override IProduct FactoryMethod()
        {
            return new ProductB();
        }
    }

    /// <summary>
    /// 产品接口
    /// </summary>
    public interface IProduct
    {
        string Operation();
    }

    /// <summary>
    /// 产品A实现的是 1+2
    /// </summary>
    class ProductA : IProduct
    {
        public string Operation()
        {
            return "产品A的操作是 1+2";
        }
    }

    /// <summary>
    /// 产品B实现的是 1*2
    /// </summary>
    class ProductB : IProduct
    {
        public string Operation()
        {
            return "产品B的操作 1*2";
        }
    }
}

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            CreatorA creatorA = new CreatorA();
            Console.WriteLine(creatorA.SomeOperation());

            CreatorB creatorB = new CreatorB();
            Console.WriteLine(creatorB.SomeOperation());

            Console.ReadLine();
        }
    }

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