设计模式之工厂方法模式

引言

在简单工厂模式中，我们知道如果需要扩展一个新的功能，必须修改工厂角色类，同时客户端直接依赖工厂角色，严重违背了“开放封闭原则”，工厂方法模式的引入正是为了解决此问题。

 

模式定义

工厂方法(Factory Method)模式的意义是定义一个创建产品对象的工厂接口，将实际创建工作推迟到子类当中。核心工厂类不再负责产品的创建，这样核心类成
为一个抽象工厂角色，仅负责具体工厂子类必须实现的接口，这样进一步抽象化的好处是使得工厂方法模式可以使系统在不修改具体工厂角色的情况下引进新的产品。

工厂方法模式是简单工厂模式的衍生，解决了许多简单工厂模式的问题。首先完全实现‘开闭原则’，实现了可扩展。其次更复杂的层次结构，可以应用于产品结果复杂的场合。

工厂方法模式的对简单工厂模式进行了抽象。有一个抽象的Factory类（可以是抽象类和接口），这个类将不再负责具体的产品生产，而是只制定一些规范，具体
的生产工作由其子类去完成。在这个模式中，工厂类和产品类往往可以依次对应。即一个抽象工厂对应一个抽象产品，一个具体工厂对应一个具体产品，这个具
体的工厂就负责生产对应的产品。

工厂方法模式(Factory Method pattern)是最典型的模板方法模式(Template Method pattern)应用。

实现方式：

抽象工厂(Creator)角色：是工厂方法模式的核心，与应用程序无关。任何在模式中创建的对象的工厂类必须实现这个接口。
具体工厂(Concrete Creator)角色：这是实现抽象工厂接口的具体工厂类，包含与应用程序密切相关的逻辑，并且受到应用程序调用以创建产品对象。
抽象产品(Product)角色：工厂方法模式所创建的对象的超类型，也就是产品对象的共同父类或共同拥有的接口。
具体产品(Concrete Product)角色：这个角色实现了抽象产品角色所定义的接口。某具体产品有专门的具体工厂创建，它们之间往往一一对应。

案例：
集成几款微博转发功能

接上一篇 简单工厂模式的实现如下：

/// <summary>
    /// 抽象产品（Product）角色
    /// </summary>
    public abstract class Weibo
    {
        public abstract void SendWeibo();
    }
    /// <summary>
    /// 产品：新浪微博接口
    /// </summary>
    public class SinaWeibo : Weibo
    {

        public override void SendWeibo()
        {
            Console.WriteLine("调用新浪微博接口");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 产品：腾讯微博接口
    /// </summary>
    public class QQWeibo : Weibo
    {

        public override void SendWeibo()
        {
            Console.WriteLine("调用腾讯微博接口");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 工厂角色 创建需要的对象
    /// </summary>
    public class Creator
    {
        public static Weibo CreateWeibo(string type)
        {
            Weibo weibo = null;
            switch (type)
            {
                case "sina":
                   weibo=new SinaWeibo();
                    break;
                case "qq":
                    weibo=new QQWeibo();
                    break;
            }
            return weibo;
        }
    }
  
//客户端调用代码
  internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Weibo weibo = null;
            //调用新浪微博接口
            weibo = Creator.CreateWeibo("sina");
            weibo.SendWeibo();
            Console.ReadLine();

            //调用腾讯微博接口
            weibo = Creator.CreateWeibo("qq");
            weibo.SendWeibo();
            Console.ReadLine();
}

工厂方法模式的实现

UML图示

 

 代码示意

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Security.Cryptography.X509Certificates;
using System.Text;

namespace FactoryMethod
{
    /// <summary>
    /// 抽象产品（Product）角色
    /// </summary>
    public abstract class Weibo
    {
        public abstract void SendWeibo();
    }
    /// <summary>
    /// 产品：新浪微博接口
    /// </summary>
    public class SinaWeibo : Weibo
    {

        public override void SendWeibo()
        {
            Console.WriteLine("调用新浪微博接口");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 产品：腾讯微博接口
    /// </summary>
    public class QQWeibo : Weibo
    {

        public override void SendWeibo()
        {
            Console.WriteLine("调用腾讯微博接口");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 抽象工厂角色
    /// </summary>
    public interface IWeiboCreator
    {
        Weibo CreateWeibo();
    }
    /// <summary>
    /// 实际工厂角色  创建新浪产品
    /// </summary>
    public class CreateSinaWeibo : IWeiboCreator
    {

        public Weibo CreateWeibo()
        {
            return  new SinaWeibo();
        }
    }
    /// <summary>
    /// 实际工厂角色  创建腾讯产品
    /// </summary>
    public class CreateQQWeibo : IWeiboCreator
    {
        public Weibo CreateWeibo()
        {
            return new QQWeibo();
        }
    }
}

客户端调用

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace FactoryMethod
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {           
            //发送新浪微博
            IWeiboCreator weiboCreator=new CreateSinaWeibo();
            Weibo weibo = weiboCreator.CreateWeibo();
            weibo.SendWeibo();

        }
    }
}
 

优点

使用工厂方法实现的系统，如果系统需要添加新产品时，我们可以利用多态性来完成系统的扩展，对于原有的抽象工厂类和具体工厂中的代码都不需要做任何改动，克服了简单工厂模式的缺点。

工厂方法模式完全满足OCP，即它有非常良好的扩展性。

比如我们如果需要集成搜狐微博的接口，只需要增加一个对应的具体产品和具体工厂即可：

  /// <summary>
    /// 产品：搜狐微博接口
    /// </summary>
    public class SohuWeibo : Weibo
    {

        public override void SendWeibo()
        {
            Console.WriteLine("调用搜狐微博接口");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 实际工厂角色  创建新浪产品
    /// </summary>
    public class CreateSohuWeibo : IWeiboCreator
    {

        public Weibo CreateWeibo()
        {
            return new SohuWeibo();
        }
    }

缺点

不易于维护，假如某个具体产品类需要进行一定的修改，很可能需要修改对应的工厂类。当同时需要修改多个产品类的时候，对工厂类的修改会变得相当麻烦（对号入座已经是个问题了）