C# Design Patterns (1) - Factory Method

本帖介绍 Simple Factory (简单工厂)、Factory Method (工厂方法) 这两种设计模式，以及他们和变形金刚的关系。

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本帖的示例下载点：
https://files.cnblogs.com/WizardWu/090618.zip
(执行本示例，需要 VS 2008 或 IIS，不需要数据库)
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Simple Factory Pattern (简单工厂模式)

特性：

把类的实例化工作，集中到一个「工厂类」去处理，亦即将 new instance 的工作，都交给一个「工厂」去处理，而不要分散写在各个类中。
客户端程序，与创建实例 (对象) 的工作必须隔离，亦即「解耦」，客户端程序只要专注于自己的业务逻辑。适用于客户端程序在开发过程中，尚无法预知要创建的具体类型。
产品具体的实现能和客户端隔离，便于事后抽换。

Simple Factory Pattern (简单工厂模式)、Factory Method Pattern (工厂方法模式)，在实作的代码中，有时很难明确去界定此二者。Simple Factory 的特性，如前所述，在于将创建实例 (new instance) 的工作，集中由特定的一个「工厂类」来处理，避免写在各个类中，以方便日后添加新功能，和修改既有的功能。

如下「进口水果」的代码，为 O'Reilly 的「C# 3.0 Design Patterns」这本书籍 [1] 第五章的 Factory Method 示例。乍看之下，我觉得它比较像 Simple Factory Pattern，因其仍将创建实例，和部分逻辑判断的工作，都集中在一个工厂类 (Creator1 类) 去处理，导致日后要添加新功能 (多引进一个国家的水果)，或要修改判断「进口月份」的逻辑时，仍要修改 server-side 的这个「工厂类」，而无法只修改 client-side 的 Page_Load 方法，违背了「开放-封闭」原则。

但这个示例，要实例化哪个类型，是由「工厂类」以及客户端 (水果店主人) 的 Page_Load 方法，共同决定的。透过 IProduct 接口，看似隔离了客户端程序、具体 Product 的依赖关系，但客户端程序仍有创建对象的决定权，因此其与创建实例 (对象) 的工作并未真正隔离。

SimpleFactory.aspx.cs

图 1　Sybase PowerDesigner 绘制的「进口水果」示例的 Class Diagram

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Factory Method Pattern (工厂方法模式)

特性：

由子类来决定要具体实例化哪种类型。这些子类实现了某个共通的接口，或继承自某个共用的抽象类。
让一个类的实例化，延迟到其子类。
由客户端程序，来决定要创建哪些工厂类型。

上述特性的第一点，所提到的子类，如同下方示例里的「博派Factory」类、「狂派Factory」类。

上述特性的第三点，Factory Method 和 Simple Factory 刚好相反。Factory Method 把 Simple Factory 中「工厂类」的逻辑判断，移到客户端来进行。日后若想添加、修改功能，原本 Simple Factory 是要修改「工厂类」的，但 Factory Method 变成要修改客户端程序，但也改善了 Simple Factory 的缺点，亦即不用再冒险修改原本已可正常工作的 server-side「工厂类」，而只要改 client-side 的 Page_Load 方法，符合了「开放-封闭」原则。

Factory Method 的实现方式有很多种，但原则为，先用一个抽象类或接口，当作定义 (如下方示例的 IFactory)，并留下抽象方法而不实作 (如下方示例的 createTransformer 方法)。要延迟到子类，由子类来决定要实例化哪种类型 (如下方示例的「博派Factory」和「狂派Factory」这两个子类)。

FactoryMethod.aspx.cs

图 2　Sybase PowerDesigner 绘制的「变形金刚 - 工厂方法模式」Class Diagram

以后引进新产品 (堕落金刚) 时，我们不需要冒险修改既有的「工厂类」，而只要添加新的「产品类」、新的「工厂类」，最后由 IFactory 的子类，以及客户端程序 (Page_Load 方法)，来决定要创建哪些具体类型；整个架构变成只有「扩展」的变化，而不再有「修改」的变化。此外，若要修改旧功能，如：「狂派」类，要加入组合成「大力神」的功能时，也只需要修改既有的「狂派」类即可。

Factory Method Pattern 并无固定的实现方式，上述两个示例，仅为其中一种实现方式，若参考一些 Java 的论坛、书籍、文件，还能找到更多的变化应用 [7], [8]。

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