温故而知新:设计模式之抽象工厂(AbstractFactory)

抽象工厂主要用来解决多个系列的对象实例问题。

问题的应用场景(来源于李建忠老师的webcast讲座)：

如果有一款游戏，里面有"道路,房屋，隧道，丛林"这四类基本设施，而且不同的地图（比如中国区，印度区，欧美区）这些设施的风格各有特色，比如中国区应该是中国风格，印度区可能是古典风格，欧美区可能是现代风格...

并且这些基本设施的风格还有可能会一直不断增加，作为程序员/架构师，您想如何让以后的维护/升级变得更轻松，比如新增加一种风格时，最好只要改改配置，顺便发个新的dll复制到安装目录就完事，而不是把原来的类似

xxx = new ChineseStyleRoad()，全部改成xxx = new NewStyleRoad()...

分析：OO思想中有一个重要原则，即开放封闭原则，展开来讲就是 对修改(也称变化)封闭(也称封装)，而对扩展(比如在原来框架上的功能增加)开放。本例场景中的变化点，就于在基础设施风格的变化。

代码：

#region client程序依赖的抽象类(这些类之间彼此可能有交互)和抽象工厂，所有系列对象创建过程中的变化封装于此
    //道路
    public abstract class Road {
        public abstract void Show();
    }

    //房屋
    public abstract class Building {
        public abstract void Show();
    }

    //地道
    public abstract class Tunnel {
        public abstract void Show();
    }

    //从林
    public abstract class Jungle {
        public abstract void Show();
    }

    //客户依赖的抽象工厂
    public abstract class FacilitiesFactory 
    {
        public abstract Road CreateRoad();

        public abstract Building CreateBuilding();

        public abstract Tunnel CreateTunnel();

        public abstract Jungle CreateJungle();

    }
    #endregion

封装好变化点后，客户端程序就可以这样调用了：

 //客户程序
    public class GameManager 
    {
        FacilitiesFactory _facilitiesFactory;
        Road _road;
        Building _building;
        Tunnel _tunnel;
        Jungle _jungle;

        public GameManager(FacilitiesFactory f) 
        {
            this._facilitiesFactory = f;
        }

        public void BuildGameFacilities() 
        {
            _road = _facilitiesFactory.CreateRoad();
            _building = _facilitiesFactory.CreateBuilding();
            _jungle = _facilitiesFactory.CreateJungle();
            _tunnel = _facilitiesFactory.CreateTunnel();
        }

        public void Run() 
        {
            _road.Show();
            _building.Show();
            _jungle.Show();
            _tunnel.Show();
        }
    }

可以看到，这里并没有任何具体类的依赖，也就是说基本解除了依赖，但不管如何抽象最终还是要得到具体类的实例，下面是具体类和工厂的实现: 

  #region 具体类/工厂的实现(实际开发中，具体的某一系列对象可单独用独立项目发布成独立的程序集，以应对变化，比如增加一个新系统时，仅需要修改配置，再加一个dll就可实现批量替换所有子对象)
    #region//现代风格的road,building,tunnel,jungle及对应的工厂
    public class ModernRoad : Road 
    {
        public override void Show()
        {
            Console.WriteLine("现代风格的道路已经建成！");
        }
    }

    public class ModernBuilding : Building 
    {
        public override void Show()
        {
            Console.WriteLine("现代风格的房屋已经建成！");
        }
    }

    public class ModernTunnel : Tunnel
    {
        public override void Show()
        {
            Console.WriteLine("现代风格的隧道已经建成！");
        }
    }

    public class ModernJungle : Jungle
    {
        public override void Show()
        {
            Console.WriteLine("现代风格的丛林已经建成！");
        }
    }

    public class ModernFacilityisFactory : FacilitiesFactory 
    {
        public override Road CreateRoad() 
        {
            return new ModernRoad();
        }

        public override Building CreateBuilding()         
        {
            return new ModernBuilding();
        }

        public override Tunnel CreateTunnel() 
        {
            return new ModernTunnel();
        }

        public override Jungle CreateJungle() 
        {
            return new ModernJungle();
        }
    }
    #endregion

    #region//古典风格的road,building,tunnel,jungle及对应的工厂
    public class ClassicRoad : Road
    {
        public override void Show()
        {
            Console.WriteLine("古典风格的道路已经建成！");
        }
    }

    public class ClassicBuilding : Building
    {
        public override void Show()
        {
            Console.WriteLine("古典风格的房屋已经建成！");
        }
    }

    public class ClassicTunnel : Tunnel
    {
        public override void Show()
        {
            Console.WriteLine("古典风格的隧道已经建成！");
        }
    }

    public class ClassicJungle : Jungle
    {
        public override void Show()
        {
            Console.WriteLine("古典风格的丛林已经建成！");
        }
    }

    public class ClassicFacilityisFactory : FacilitiesFactory
    {
        public override Road CreateRoad()
        {
            return new ClassicRoad();
        }

        public override Building CreateBuilding()
        {
            return new ClassicBuilding();
        }

        public override Tunnel CreateTunnel()
        {
            return new ClassicTunnel();
        }

        public override Jungle CreateJungle()
        {
            return new ClassicJungle();
        }
    }
    #endregion

    #region//中国风格的road,building,tunnel,jungle及对应的工厂
    public class ChineseRoad : Road
    {
        public override void Show()
        {
            Console.WriteLine("中国风格的道路已经建成！");
        }
    }

    public class ChineseBuilding : Building
    {
        public override void Show()
        {
            Console.WriteLine("中国风格的房屋已经建成！");
        }
    }

    public class ChineseTunnel : Tunnel
    {
        public override void Show()
        {
            Console.WriteLine("中国风格的隧道已经建成！");
        }
    }

    public class ChineseJungle : Jungle
    {
        public override void Show()
        {
            Console.WriteLine("中国风格的丛林已经建成！");
        }
    }

    public class ChineseFacilityisFactory : FacilitiesFactory
    {
        public override Road CreateRoad()
        {
            return new ChineseRoad();
        }

        public override Building CreateBuilding()
        {
            return new ChineseBuilding();
        }

        public override Tunnel CreateTunnel()
        {
            return new ChineseTunnel();
        }

        public override Jungle CreateJungle()
        {
            return new ChineseJungle();
        }
    }
    #endregion
    #endregion

正式调用: 

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //注意下面的写法:
            //Assembly.Load("这是里程序集的名称")
            //CreateInstance("这是具体类的完整表示法，即：命令空间.类名")
            FacilitiesFactory _factory = (FacilitiesFactory)Assembly.Load("AbstractFactory").CreateInstance(ConfigurationManager.AppSettings["FactoryType"].ToString());

            GameManager gm = new GameManager(_factory);
            gm.BuildGameFacilities();
            gm.Run();
            Console.Read();
            
        }
    }

当然这里还有一个配置文件:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
  <appSettings>
    <add key="FactoryType" value="AbstractFactory.ClassicFacilityisFactory"/>
  </appSettings>
</configuration>

可以看到，利用抽象工厂再配合反射，如果想把所有"中国风格"的设施换成"古典风格"的设施，只需要把配置文件中的<add key="FactoryType" value="AbstractFactory.ChineseFacilityisFactory"/>换成   <add key="FactoryType" value="AbstractFactory.ClassicFacilityisFactory"/>，原代码一行都不用改，是不是很轻松! 如果新增了一种风格，也只要把新增加的"具体类和工厂"所对应的程序集dll添加到程序目录下，然后修改配置文件即可，也不需要修改原来已经稳定运行的程序。