设计模式（2）工厂方法模式（Factory Method）

设计模式（0）简单工厂模式

设计模式（1）单例模式（Singleton）

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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