FactoryMethod工厂方法模式(创建型模式)
1、工厂方法模式解决的问题
现在有一个抽象的游戏设施建造系统,负责构建一个现代风格和古典风格的房屋和道路.
前提:抽象变化较慢,实现变化较快(不稳定)
整个抽象的游戏设施建造系统相对变化较慢,本例中只有一个Build的创建方法,而Build内部的方法实现,该实现依赖与各种具体的实现,而这些实现变化的非常频繁,现在虽然只有现代风格和古典风格的房屋和道路的构建,而将来可能会卡通风格、另类风格等各种各样的对象加入到Build方法中来渲染游戏的背景.
在不考虑第三方容器组件(如Unity)和设计模式的情况下,为了快速完成这个任务,我们通常会用以下这种方式编码,代码如下:
#region 抽象A /// <summary> /// 抽象的游戏设施建造系统 /// </summary> public class BuildSystem { /// <summary> /// Build方法的逻辑变化较慢(只需要创建2种风格的房屋和道路,总共8个对象),但是风格变化较快,由于需求变化,可能需要创建诸如卡通风格、另类风格等的房屋和道路 /// </summary> public void Builld() { ModernHouse modernHouseA = new ModernHouse(); ModernHouse modernHouseB = new ModernHouse(); ModernRoad modernRoadA = new ModernRoad(); ModernRoad modernRoadB = new ModernRoad(); ClassicalHouse classicalBuildA = new ClassicalHouse(); ClassicalHouse classicalBuildB = new ClassicalHouse(); ClassicalRoad classicalRoadA = new ClassicalRoad(); ClassicalRoad classicalRoadB = new ClassicalRoad(); //下面是具体的对象实例操作,如现代化房屋虽然有两个实例,但是可能两个可能高矮、外形不同等 } } #endregion #region 实现细节b /// <summary> /// 现代风格的房屋 /// </summary> public class ModernHouse { } /// <summary> /// 现代风格的道路 /// </summary> public class ModernRoad { } /// <summary> /// 古典风格的房屋 /// </summary> public class ClassicalHouse { } /// <summary> /// 古典风格的道路 /// </summary> public class ClassicalRoad { } #endregion
客户端调用代码如下:
class Program { static void Main(string[] args) { BuildSystem buildSystem = new BuildSystem(); buildSystem.Builld(); } }
从oop的角度分析上面的代码:
1、Build方法的主逻辑稳定(变化较慢),构建两种风格的房屋和道路,目前只需要构建8个对象,后续可扩展.
2、虽然上面的代码完成1中的要求,但是无法应对后续的扩展,假设新增加了一个需求,Build方法需要能切换风格,完成卡通和另类风格的房屋和道路的构建,显然上面的代码无法完成这个需求.(当然你可以在BuildSystem中新添一种新的Build方法来满足需求,但是这种方式的代码的重用性差)
3、代码的大致结构如下图:
代码虽然拥有大致的主逻辑,但是和各个子模块糅合在一起,代码复用性差,Build方法(抽象)依赖于其下面的具体实现,如下图:
所以我们需要对代码进行重构.
/// <summary> /// 抽象的游戏建造系统 /// </summary> public class BuildSystem { /// <summary> /// 具体的构建方法,Build方法的逻辑变化较慢(只需要创建2种风格的房屋和道路,总共8个对象),但是风格变化较快,由于需求变化,可能需要创建诸如卡通风格、另类风格等的房屋和道路 /// </summary> public void Build(HouseFactory houseFactoryOne, HouseFactory houseFactoryTwo,RoadFactory roadFactoryOne, RoadFactory roadFactoryTwo) { House HFirstStyleOne = houseFactoryOne.CreateHouse(); Console.WriteLine(HFirstStyleOne.ShowHouseStyle()); House HFirstStyleTwo = houseFactoryOne.CreateHouse(); Console.WriteLine(HFirstStyleTwo.ShowHouseStyle()); Road RFirstStyleOne = roadFactoryOne.CreateRoad(); Console.WriteLine(RFirstStyleOne.ShowRoadStyle()); Road RFirstStyleTwo = roadFactoryOne.CreateRoad(); Console.WriteLine(RFirstStyleTwo.ShowRoadStyle()); House HSecondStyleOne = houseFactoryTwo.CreateHouse(); Console.WriteLine(HSecondStyleOne.ShowHouseStyle()); House HSecondStyleTwo = houseFactoryTwo.CreateHouse(); Console.WriteLine(HSecondStyleTwo.ShowHouseStyle()); Road RSecondStyleOne = roadFactoryTwo.CreateRoad(); Console.WriteLine(RSecondStyleOne.ShowRoadStyle()); Road RSecondTwo= roadFactoryTwo.CreateRoad(); Console.WriteLine(RSecondTwo.ShowRoadStyle()); } } #region 抽象工厂方法 /// <summary> /// 抽象的House工厂方法 /// </summary> public abstract class HouseFactory { public abstract House CreateHouse(); } /// <summary> /// 抽象的Road工厂方法 /// </summary> public abstract class RoadFactory { public abstract Road CreateRoad(); } #endregion #region 工厂方法 public class ModernHouseFactory : HouseFactory { public override House CreateHouse() { return new ModernHouse(); } } public class ModerRoadFactory : RoadFactory { public override Road CreateRoad() { return new ModernRoad(); } } public class ClassicalHouseFactory : HouseFactory { public override House CreateHouse() { return new ClassicalHouse(); } } public class ClassicalRoadFactory : RoadFactory { public override Road CreateRoad() { return new ClassicalRoad(); } } public class CartoonHouseFactory : HouseFactory { public override House CreateHouse() { return new CartoonHouse(); } } public class CartoonRoadFactory : RoadFactory { public override Road CreateRoad() { return new CartoonRoad(); } } public class AlternativeHouseFactory : HouseFactory { public override House CreateHouse() { return new AlternativeHouse(); } } public class AlternativeRoadFactory : RoadFactory { public override Road CreateRoad() { return new AlternativeRoad(); } } #endregion #region 抽象 public abstract class House { public abstract string ShowHouseStyle(); } public abstract class Road { public abstract string ShowRoadStyle(); } #endregion #region 具体的实现 public class ModernHouse : House { public override string ShowHouseStyle() { return "Modern现代化风格房屋"; } } public class ModernRoad : Road { public override string ShowRoadStyle() { return "Modern现代化风格道路"; } } public class ClassicalHouse : House { public override string ShowHouseStyle() { return "Classical古典化风格房屋"; } } public class ClassicalRoad : Road { public override string ShowRoadStyle() { return "Classical古典化风格道路"; } } public class CartoonHouse : House { public override string ShowHouseStyle() { return "Cartoon卡通化风格房屋"; } } public class CartoonRoad : Road { public override string ShowRoadStyle() { return "Cartoon卡通化风格道路"; } } public class AlternativeHouse : House { public override string ShowHouseStyle() { return "Alternative另类化风格房屋"; } } public class AlternativeRoad : Road { public override string ShowRoadStyle() { return "Alternative另类化风格道路"; } } #endregion
客户端调用代码如下:
/// <summary> /// FactoryMethod工厂方法-创建型模式 /// </summary> class Program { static void Main(string[] args) { BuildSystem buildSystem = new BuildSystem(); buildSystem.Build(new CartoonHouseFactory(), new AlternativeHouseFactory(), new CartoonRoadFactory(),new AlternativeRoadFactory()); Console.ReadKey(); } }
ok,重构后的代码很好的完成的了需求,而且扩展性更高,这就是FactoryMethod工厂模式,通过工厂模式,完成对主逻辑的整理,让主逻辑不在依赖具体的实现细节,而是依赖于抽象工厂.,通过传入的具体类型的工厂类来完成具体类型的创建,如果后续需要增加具体类型实例的实例,则只需要调用Create方法即可,完成依赖倒置.
重构后的代码如下图:
中间的实折现代表Build方法,主逻辑稳定,圈圈代表抽象工厂类,通过抽象工厂类完成主逻辑和实现的解耦.
虽然工厂模式能很好的解决这一类问题,但是如果具体的实现细节过多,比如在增加N种风格的房屋和道路,这个时候就会存在工厂泛滥的问题？
解决方案如下:
1、使用第三方依赖注入工具,如Unity等 参考控制反转和依赖注入模式
2、使用原型模式,原型模式能很好的解决工厂泛滥的问题.关于原型模式,请参考原型模式(创建型模式)
关于抽象工厂模式和工厂模式的区别:
工厂模式只能解决单个对象的需求变化,实际上面的代码还能进一步进行抽象,对工厂类进行抽象,将现代化的道路和房屋抽象到一起,构成一个现代化风格系列对象创建工厂,这个时候就是工厂模式的升级版-抽象工厂,抽象工厂模式解决系列对象的对象变化.
