设计模式笔记 4.Factory Method 工厂方法模式(创建型模式)

动机(Motivation)

在软件系统中，经常面临着创建对象的工作；由于需求的变化，需要创建的对象的具体实现经常面临着剧烈变化，但是它却拥有比较稳定的接口。

如何应对这种变化？如何绕过常规的对象创建方法(new)，提供一种“封装机制”来避免客户程序和这种“具体对象创建工作”的紧耦合？从而保持系统中“其他依赖该对象的对象”不随着需求的改变而改变。

意图（Intent）

定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。Factory Method使得一个类的实例化延迟到子类。                   ——《设计模式》GoF 

下面以如何设计计算器为例：

运算类：

    /// <summary>
    /// 运算类
    /// </summary>
    class Operation
    {
        private double _numberA = 0;
        private double _numberB = 0;

        public double NumberA
        {
            get { return _numberA; }
            set { _numberA = value; }
        }

        public double NumberB
        {
            get { return _numberB; }
            set { _numberB = value; }
        }

        /// <summary>
        /// 得到运算结果
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public virtual double GetResult()
        {
            double result = 0;
            return result;
        }
    }

加法类，减法类。。。都继承于运算类：

    /// <summary>
    /// 加法类
    /// </summary>
    class OperationAdd : Operation
    {
        public override double GetResult()
        {
            double result = 0;
            result = NumberA + NumberB;
            return result;
        }
    }

    /// <summary>
    /// 减法类
    /// </summary>
    class OperationSub : Operation
    {
        public override double GetResult()
        {
            double result = 0;
            result = NumberA - NumberB;
            return result;
        }
    }
    /// <summary>
    /// 乘法类
    /// </summary>
    class OperationMul : Operation
    {
        public override double GetResult()
        {
            double result = 0;
            result = NumberA * NumberB;
            return result;
        }
    }
    /// <summary>
    /// 除法类
    /// </summary>
    class OperationDiv : Operation
    {
        public override double GetResult()
        {
            double result = 0;
            if (NumberB == 0)
                throw new Exception("除数不能为0。");
            result = NumberA / NumberB;
            return result;
        }
    }

工厂类接口——稳定，不需变化：

    interface IFactory
    {
        Operation CreateOperation();
    }

工厂类：

    /// <summary>
    /// 专门负责生产“+”的工厂
    /// </summary>
    class AddFactory : IFactory
    {
        public Operation CreateOperation()
        {
            return new OperationAdd();
        }
    }

    /// <summary>
    /// 专门负责生产“-”的工厂
    /// </summary>
    class SubFactory : IFactory
    {
        public Operation CreateOperation()
        {
            return new OperationSub();
        }
    }

    /// <summary>
    /// 专门负责生产“*”的工厂
    /// </summary>
    class MulFactory : IFactory
    {
        public Operation CreateOperation()
        {
            return new OperationMul();
        }
    }

    /// <summary>
    /// 专门负责生产“/”的工厂
    /// </summary>
    class DivFactory : IFactory
    {
        public Operation CreateOperation()
        {
            return new OperationDiv();
        }
    }

客户端代码：

    static void Main(string[] args)
    {
        IFactory operFactory = new AddFactory();
        Operation oper = operFactory.CreateOperation();
        oper.NumberA = 1;
        oper.NumberB = 2;
        double result = oper.GetResult();

        Console.WriteLine(result);

        Console.Read();
    }

 

Factory Method 的几个要点：

Factory Method模式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。

Factory Method模式通过面向对象的手法，将所要创建的具体对象工作延迟到子类，从而实现一种扩展（而非更改）的策略，较好地解决了这种紧耦合关系。

Factory Method模式解决“单个对象”的需求变化。缺点在于要求创建方法/参数相同。

 

（以下内容为转载：来源——http://www.cnblogs.com/Jax/archive/2007/10/02/912772.html）

简单工厂Simple Factory：

这是工厂方法模式的一个特例，因为该模式是通过switch分支(也有用if判断的)，来决定最终生成哪一个对象的，而这个switch分支语句，嵌在一个静态方法中，这个改装就是简单工厂。

 

简单工厂模式代码：

public abstract class A
{
    public abstract void Do();
}

public class A1 : A
{
    public override void Do()
    {
        Console.WriteLine("A1");
    }
}

public class A2 : A
{
    public override void Do()
    {
        Console.WriteLine("A2");
    }
}

public class CreateA
{
    public static A CreateAFactory(int type)
    { 
        switch(type)
        {
            case 1:
                return new A1();
                break;
            case 2:
            default:
                return new A2();
                break;
        }
    }
}

在Client端，只要使用CreateA.CreateAFactory(1).Do();  就可以生成需要的对象。

简单工厂的缺点是，一旦增加新产品类，同时要实现抽象类中的所有方法；还有，一旦要修改抽象类中的方法，所有子类都要变动——扩展性差，不符合开闭原则。

另外，简单工厂模式通常使用静态工厂方法，这使得无法由子类继承，造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。