C#面向对象设计模式纵横谈三之Abstract Factory抽象工厂（创建型模式）

一、new的问题

常规的对象创建方法：

//创建一个Road对象
Road road = new Road();

new的问题：

1）实现依赖，不能应对“具体实例化类型”的变化

解决思路：

1）封装变化点——哪里有变化，就封装哪里

2）潜台词：如果没有变化 ，当然不需要额外的封装

二、工厂模式的缘起

1）变化点在“对象创建”，因此就封装“对象创建”

2）面向接口编得不到——依赖接口，而非依赖实现

3）最简单的解决方法：

class RoadFactory
{
    public static Road CreateRoad()
    {
        return new Road();
    }
}

class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        //创建一个Road对象
        Road road = RoadFactory.CreateRoad();
    }
}

三、创建一系列相互依赖的对象

假设一个游戏开发场景：

我们需要构造“道路”、“房屋”、“地道”、“丛林”...等等对象

class RoadFactory
{
    public static Road CreateRoad()
    {
        return new Road();
    }

    public static Building CreateBuilding()
    {
        return new Building();
    }

    public static Tunnel CreateTunnel()
    {
        return new Tunnel();
    }

    public static Jungle CreateJungle()
    {
        return new Jungle();
    }
}

class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        //创建一个Road对象
        Road road = RoadFactory.CreateRoad();

        Building building = RoadFactory.CreateBuilding();
        
        ....
    }
}

四、简单工厂的问题

问题：

不能应对“不同系列对象”的变化。比如有不同风格的游戏场景——对应不同风格的道路、房屋、地道...

解决：

使得面向对象的技术来“封装”变化点

五、动机（Motivation）

在软件系统中，经常面临着“一系列相互依赖的对象”的创建工作；同时、由于需求的变化，往往存在更多系列对象的创建工作。

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“多系统具体对象创建工作”的紧耦合？

六、意图（Intent）

提供一个接口，让该接口负责创建一系列“相关或者相互依赖的对象”，无需指定它们具体的类。

 

七、结构（Structure）

八、代码示例

public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        GameManager gameManager = new GameManager(new ModernFacilitiesFactory());
        gameManager.BulidGameFacilities();
        gameManager.Run();
    }
}

//道路
public abstract class Road
{
    
}

//房屋
public abstract class Building
{
    
}

//地道
public abstract class Tunnel
{
    
}

//丛林
public abstract class Jungle
{
    
}

//设施
abstract class FacilitiesFactory
{
    //创建道路
    public abstract Road CreateRoad();

    //创建房屋
    public abstract Building CreateBuilding();

    //创建地道
    public abstract Tunnel CreateTunnel();

    //创建丛林
    public abstract Jungle CreateJungle();
}

//客户程序
public class GameManager
{
    private FacilitiesFactory facilitiesFactory;
    private Road road;
    private Building building;
    private Tunnel tunnel;
    private Jungle jungle;

    public GameManager(FacilitiesFactory facilitiesFactory)
    {
        this.facilitiesFactory = facilitiesFactory;
    }

    public void BulidGameFacilities()
    {
        road = facilitiesFactory.CreateRoad();
        building = facilitiesFactory.CreateBuilding();
        tunnel = facilitiesFactory.CreateTunnel();
        jungle = facilitiesFactory.CreateJungle();
    }

    public void Run()
    {
        
    }
}

//道路
public class ModernRoad : Road
{
    
}

//房屋
public class ModernBuilding : Building
{
    
}

//地道
public class ModernTunnel : Tunnel
{
    
}

//丛林
public class ModernJungle : Jungle
{
    
}

//设施
public class ModernFacilitiesFactory : FacilitiesFactory
{
    //创建道路
    public override Road CreateRoad()
    {
        return new ModernRoad();
    }

    //创建房屋
    public override Building CreateBuilding()
    {
        return new ModernBuilding();
    }

    //创建地道
    public override Tunnel CreateTunnel()
    {
        return new ModernTunnel();
    }

    //创建丛林
    public override Jungle CreateJungle()
    {
        return new ModernJungle();
    }
}

十、Abstract Factory模式的几个要点

1）如果没有应对“多系列对象构建”的需求变化，则没有必要使用Abstract Factory模式，这时侯使用简单的静态工厂完全可以。

2）“系列对象”指的是这些对象之间有相互依赖、或作用的关系，例如游戏开发场景中的“道路”与“房屋” 的依赖，“道路”与“地道”的依赖。

3）Abstract Factory模式主要在于应对“新系列”的需求变动。其缺点在于难以应付“新对象”的需求变动。

4）Abstract Factory模式经常和Factory Method模式共同组合来应对“对象创建”的需求变化。