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  • 什么是工厂模式

    1.工厂模式具体包括了简单工厂、工厂方法、抽象工厂,它们是按照从简单到复杂的顺序排列的,属于设计模式中的创建型,其中简单工厂并不属于GOF23中模式。但是它是理解其它的工厂模式的一个很好的基础,所以很多人在讲述设计模式的时候会提到简单工厂模式。创建型模式关注的是对象的创建,创建型模式将创建对象的过程进行了抽象,也可以理解为将创建对象的过程进行了封装,作为客户程序仅仅需要去使用对象,而不再关心创建对象过程中的逻辑

    2 不使用任何模式

      我们现在有这样的一个设计,影像家电(VideoWiring)包括了DVDVCD。在基类VideoWiring中有PlayVideo方法,子类重载了这个方法。

     我们如何来调用PlayVideo进行播放呢。我们可以看到下面的代码可以实现。

      下面是调用对象的方法进行播放的代码:

    public abstract class VideoWiring

    {     

    public abstract string PlayVideo();

    }

    public class VCD: VideoWiring 

    {     

    public override string PlayVideo()     

    {          return "正在播放播放VCD";      }

    }

    public class DVD: VideoWiring 

    {     

    public override string PlayVideo()      {          return "正在播放播放DVD";      }

    }

    dvd.PlayVideo();这样的语句。

    private void PlayVideo()
    {    DVD dvd=new DVD();     
      MessageBox.Show(dvd.PlayVideo());     
      VCD vcd=new VCD();     
      MessageBox.Show(VCD.PlayVideo());
    }

      上面的代码可以实现功能但是不好,为什么呢?类实现了多态,但是我们在调用的时候并没有利用多态。如果我们有很多的影像家电产品,就需要写很多的类似

     下面是使用多态完成播放功能的代码:

    private void PlayVideo()
    {     
      VideoWiring vw;     
      vw=new DVD();     
      Play(vw);     
      vw=new VCD();     
      Play(vw);
    }   
    private void Play(VideoWiring vw)
    {     
      string str=vw.PlayVideo();     
      MessageBox.Show(str);
    }

     

     

      无论是什么影像家电产品,我们都可以使用一个统一的方式进行播放,即vw.PlayVideo()。

      我们再讨论一下,上面的代码存在的问题。虽然上的代码很短,应该不会有问题,但是我们定位的目标应该更高些,应该考虑怎样达到良好的封装效果,减少错误修改的机会。我们自然的应该考虑对象创建的问题了,能不能让不同的影像家电产品的创建方式相同,而且这个创建过程对使用者封装,也就是说让对象的创建象播放功能那样简单、统一。如果能够实现,会给我们的系统带来更大的可扩展性和尽量少的修改量。“哇!那该多好呀”。“不要羡慕了,来看看简单工厂模式,听说它能够实现”

    3 简单工厂模式

      我们使用简单工厂对上面的代码继续改进,根据上面的分析我们考虑对对象创建进行近一步的封装。使用一个类专门来完成对对象创建的封装,这个类我们称为工厂,因为它的作用很单一就生成出一个个的类。下面是一个工厂类的示例代码:

    public class Create
    {     
    public static VideoWiring factory(string   VideoName)     
    {         
      switch(VideoName)         
      {             
        case "DVD":                  return new DVD();             
        case "VCD":                  return new VCD();         
      }         
      return null;     
    }
    }

      这样我们的客户端代码又可以更加有效简洁了:

      注意:在上面的两段代码示例中我们就已经使用了向上转型。首先注意在Create类的factory方法中使用了return new DVD();这样的语句,但是这个函数的返回值却是VideoWiring,DVD类的基类。所以我们的客户程序才可以使用VideoWiring vw=Create.factory("DVD")这样的语句。这样客户程序并不关心创建是如何完成的,以及创建的对象是什么,我们都可以调用基类统一的接口实现他们的功能。使用UML表示如下图所示:

    private void PlayVideo()
    {     
      VideoWiring vw=Create.factory("DVD");     
      vw.PlayVideo();     
      vw=Create.factory("VCD");     
      vw.PlayVideo();
    }

     

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      角色说明:

      工厂类(Creator):根据业务逻辑创建具体产品,由客户程序直接调用。

      抽象产品(Product):作为具体产品的基类,提供统一的接口,也是工厂类要返回的类型。

      具体产品(Concrete Product):工厂类真正要创建的类型。上图中仅仅展示了一个具体产品,有多个产品的时候类似。

      下面我们对简单工厂模式进行总结。使用简单工厂的好处是:
      
    1、充分利用了多态性不管什么具体产品都返回抽象产品。   2、充分利用了封装性,内部产品发生变化时外部使用者不会受到影响。
      缺点是:如果增加了新的产品,就必须得修改工厂
    (Factory)
      
    抽象工厂模式可以向客户端提供一个接口,使得客户端在不必指定产品的具体类型的情况下,创建多个产品族中的产品对象。这就是抽象工厂模式的用意

      我们将工厂模式推广到一般的情况,它的类图如下所示:

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      在有名的OOD的设计原则中有一个叫做里氏代换原则(Liskov Substitution Principle, LSP)。它的实质也就是讲向上转型。它的内容是:任何接收父类型的地方,都应当能够接收子类型,换句话说如果使用的是一个基类的话,那么一定适用于其子类,而且程序察觉不出基类对象和子类对象的区别。LSP是继承复用的基石,只有当派生类可以替换掉基类,软件的功能不受到影响时,基类才能真正被复用

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