设计模式（2）工厂方法模式（Factory Method）
0 工厂方法模式简介
0.0 工厂方法模式定义
工厂方法模式是在简单工厂模式基础上，为解决更复杂的对象创建问题而衍生进化出来的一种创建型模式。
工厂方法模式的核心思想是定义一个用于创建对象的接口，让其子类去决定去实例化哪个具体类的对象，工厂方法模式可以使一个类的实例化动作延迟到其子类。
工厂方法模式结构图如下
0.1 工厂方法模式应用场景
还接着祭坛生产英雄的示例，我们已经在简单工厂模式一文中通过创建简单工厂方法类，来实现暗夜精灵种族4个英雄的创建
/// <summary> /// 创建英雄的静态方法 /// </summary> /// <param name="heroName">英雄名称</param> /// <returns></returns> public static IHero CreateHero(string heroName) { switch (heroName) { case "DH": return new DH(); case "WD": return new WD(); case "KOG": return new KOG(); case "POM": return new POM(); default: return null; } }
假设现在我们要创建不死族的英雄怎么办呢，如果依然使用简单工厂方法类，则首先需要实现不死族四个英雄类。
/// <summary> /// 死亡骑士 /// </summary> public class DK : IHero { /// <summary> /// 秀出自己的技能 /// </summary> public void ShowSkills() { Console.WriteLine("我是死亡骑士，我会死亡缠绕、死亡契约、邪恶光环和操纵死尸。"); } }
/// <summary> /// 巫妖 /// </summary> public class Lich : IHero { /// <summary> /// 秀出自己的技能 /// </summary> public void ShowSkills() { Console.WriteLine("我是巫妖，我会霜冻新星、寒冰甲、黑暗仪式和死亡凋零。"); } }
/// <summary> /// 地穴领主 /// </summary> public class DL : IHero { /// <summary> /// 秀出自己的技能 /// </summary> public void ShowSkills() { Console.WriteLine("我是地穴领主，我会穿刺、刺盾、腐蚀甲虫和蝗群。"); } }
/// <summary> /// 恐惧魔王 /// </summary> public class CL : IHero { /// <summary> /// 秀出自己的技能 /// </summary> public void ShowSkills() { Console.WriteLine("我是恐惧魔王，我会腐臭群蜂、睡眠、吸血光环、地狱火。"); } }
然后需要修改工厂方法，增加switch语句中的类型，将不死族四个英雄创建逻辑添加进去。
/// <summary> /// 创建英雄的静态方法 /// </summary> /// <param name="heroName">英雄名称</param> /// <returns></returns> public static IHero CreateHero(string hero { switch (heroName) { //暗夜精灵 case "DH": return new DH(); case "WD": return new WD(); case "KOG": return new KOG(); case "POM": return new POM(); // 不死族 case "DK": return new DK(); case "Lich": return new Lich(); case "CL": return new CL(); case "DL": return new DL(); default: return null; } }
还有兽族及人族，也需要如此修改。到此我们会感觉存在有以下问题
1、随着英雄的增多，简单工厂类需要反复修改。
2、简单工厂类过于庞大，职责混乱，负责了四个种族所有英雄的创建，而实际上，玩家在进入游戏时已经选好了自己的种族，只有可能创建所选种族的英雄。
我们到了这里，首先要想到的是，既然四个种族，分别有自己的祭坛，产生改种族的英雄，我们应该将简单工厂类按照种族进行职责拆分，此时参考上面提到的工厂方法模式定义以及结构图，我们会发现，现在是到了工厂方法模式出场的时候了。
1 工厂方法模式详解
1、提炼工厂方法接口
将原来的简单工厂类，进一步提炼为一个工厂方法接口，其包含一个名为CreateHero的接口。
/// <summary> /// 工厂方法接口 /// </summary> public interface IFactory { /// <summary> /// 创建英雄的方法 /// </summary> /// <param name="heroName">英雄名称</param> /// <returns></returns> IHero CreateHero(string heroName); }
2、实现四个种族的工厂方法
四个种族创建英雄的工厂方法继承自工厂方法接口，实现CreateHero。
/// <summary> /// 暗夜精灵种族英雄工厂类 /// </summary> public class NEFactory : IFactory { /// <summary> /// 创建英雄的静态方法 /// </summary> /// <param name="heroName">英雄名称</param> /// <returns></returns> public IHero CreateHero(string heroName) { switch (heroName) { //暗夜精灵 case "DH": return new DH(); case "WD": return new WD(); case "KOG": return new KOG(); case "POM": return new POM(); default: return null; } } }
/// <summary> /// 不死族英雄工厂类 /// </summary> public class UDFactory : IFactory { /// <summary> /// 创建英雄的静态方法 /// </summary> /// <param name="heroName">英雄名称</param> /// <returns></returns> public IHero CreateHero(string heroName) { switch (heroName) { // 不死族 case "DK": return new DK(); case "Lich": return new Lich(); case "CL": return new CL(); case "DL": return new DL(); default: return null; } } }
3、客户端调用
static void Main(string[] args) { IFactory factory = new NEFactory(); // 初始化一个暗夜精灵族的英雄工厂 Console.WriteLine("我在开局时选择了暗夜精灵族，我的首发英雄是DH。"); IHero dh = factory.CreateHero("DH"); dh.ShowSkills(); factory = new UDFactory(); // 初始化一个不死族的英雄工厂 Console.WriteLine("我在开局时选择了不死族，我的首发英雄是DK。"); IHero dk = factory.CreateHero("DK"); dk.ShowSkills(); Console.ReadLine(); }
4、通过反射实例化具体的工厂方法类
在实际应用中跟上面不同种族创建英雄的例子类似，一般在系统启动时就已经确定要使用哪种方法实例化工厂方法类，通常我们可以将工厂类的实例化通过配置文件的方式确定，从而避免源码的修改。
string factoryName = ConfigurationManager.AppSettings["FactoryName"]; // 读取配置文件 IFactory factory = (IFactory)Assembly.Load("FactoryMethodPattern").CreateInstance("FactoryMethodPattern." + factoryName); // 实例化配置的工厂方法类
2 总结
工厂方法模式具有以下优点
1、更容易对现有功能进行扩展，如果有新的需求，只需要实现一个相应的工厂方法实现类即可，无需修改现有代码。
2、不同工厂方法类，实现了单一职责的设计原则。
工厂方法模式的缺点
由于具体的对象由具体指定的工厂方法类创建，导致具体产品和工厂方法类之间具有较强的耦合性
