工厂方法模式

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Title：《设计模式——工厂方法模式》

Author：Hugu

StartedDate：September 18th. 2019.

FinishedDate：September 20th. 2019.

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定义理解

  工厂方法模式（Factory Method Pattern）属于类的创建型模式，是通过专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。包含简单工厂模式、多工厂方法模式、静态工厂方法模式三种模式。（通俗一点：就是定义一个工厂类(接口)专门来生产商品对象。）

角色与职责

该模式由三种角色组成：

• 工厂角色(Creator)：

  简单工厂模式的核心，它负责实现创建所有实例的内部逻辑。工厂类的创建产品类的方法可以被外界直接调用，创建所需的产品对象。

• 抽象产品角色(Product)：

  简单工厂模式所创建的所有对象的父类，它负责描述所有实例所共有的公共接口。

• 具体产品角色(Concrete Product)：

  是简单工厂模式的创建目标，所有创建的对象都是充当这个角色的某个具体类的实例。

实现方式

• 将指定的参数送入工厂类中，
• 按一定的条件产出一个实例对象，
• 并通过多态返回实例化的对象

代码示例

简单工厂模式

  简单工厂模式的工厂类中只有一个创建商品的方法。

简单工厂模式UML类图：

抽象产品角色：

	/// <summary>
    /// 用于实例化工厂方法模式的基类（其一般为接口）
    /// 1、若为接口，则只能定义商品所具有的行为，且继承于该接口的类必须对其进行实现
    /// 2、若为类，一般将其定义为抽象类，
    /// </summary>

    #region 基类的创建
    #region 基类--接口形式展示
    // 本实例中使用的基类
    public interface Pet
    {
        //商品的行为（方法）   --只有方法体
        string petSound();
    }
    #endregion

    #region 基类--抽象类形式展示
    public abstract class Product
    {
        public string name;
        //必须声明为抽象方法
        public abstract string show();
    }
    #endregion
    #endregion

具体产品角色：

	#region 具体商品类对基类的继承与扩展
    public class Dog : Pet
    {
        // 对接口中方法的实现
        public string petSound()
        {
            return "Bow Bow...";
        }

        // 具体商品类的扩展
        private string color;
        public void SetColor(string color)
        {
            this.color = color;
        }
    }

    public class Cat : Pet
    {
        public string petSound()
        {
            return "Meaw Meaw...";
        }
    }
    #endregion

工厂角色：

	#region 实例化商品的工厂
    /// <summary>
    /// 工厂类
    /// </summary>
    public class PetFactory
    {
        /// <summary>
        /// 工厂类中创建对象的方法
        /// </summary>
        /// <param name="petType">用来创建指定对象的参数</param>
        /// <returns>返回创建的Pet对象</returns>
        public Pet getPet(string petType)
        {
            Pet pet = null;
            if ("Bow".Equals(petType))
            {
                pet = new Dog();
            }
            if ("Meaw".Equals(petType))
            {
                pet = new Cat();
            }
            return pet;
        }
    }
    #endregion

测试类：

	#region 测试类
    class SimpleFactoryMethod
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //1.实例化工厂对象
            PetFactory petFactory = new FactoryMethod_Demo1.PetFactory();

            //2.使用工厂对象创建指定的商品实例
            Pet pet = petFactory.getPet("Bow");

            //3.使用商品实例
            Console.WriteLine(pet.petSound());

            Console.ReadKey();
        }
    }
    #endregion

多工厂方法模式

  在多个工厂方法模式中，工厂类中每一个商品都有与其相对应的创建实例对象的方法。

多工厂方法模式UML类图：

抽象产品角色：

	#region 基类--接口形式展示
    public interface Pet
    {
        //商品的行为（方法）   --只有方法体
        string petSound();
    }
    #endregion

具体产品角色：

	#region 具体商品类对基类的继承与扩展
    public class Dog : Pet
    {
        // 对接口中方法的实现
        public string petSound()
        {
            return "Bow Bow...";
        }

        // 具体商品类的扩展
        private string color;
        public void SetColor(string color)
        {
            this.color = color;
        }
    }

    public class Cat : Pet
    {
        public string petSound()
        {
            return "Meaw Meaw...";
        }
    }
    #endregion

工厂角色：

	#region 工厂角色
    /// <summary>
    /// 创建Pet的工厂类
    /// </summary>
    public class MultiplePetFactory
    {
        Pet pet = null;
        public Pet CreateDog()
        {
            pet = new Dog();
            return pet;
        }

        public Pet CreateCat()
        {
            pet = new Cat();
            return pet;
        }
    }
    #endregion

测试类：

	#region 测试类
    class MultipleFactoryMethod
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //1、创建工厂类对象
            MultiplePetFactory petFactory = new MultiplePetFactory();

            //2、使用工厂类对象得到商品对象
            Pet pet = petFactory.CreateDog();

            //3、对商品对象进行操作
            Console.WriteLine(pet.petSound());

            Console.ReadKey();
        }
    }
    #endregion

静态工厂方法模式

  在静态工厂方法模式中，工厂类中每一个商品都有与其相对应的创建实例对象的静态方法

静态工厂方法模式：

抽象产品角色：

	#region 基类--接口形式展示
    public interface Pet
    {
        //商品的行为（方法）   --只有方法体
        string petSound();
    }
    #endregion

具体产品角色：

	#region 具体商品类对基类的继承与扩展
    public class Dog : Pet
    {
        // 对接口中方法的实现
        public string petSound()
        {
            return "Bow Bow...";
        }

        // 具体商品类的扩展
        private string color;
        public void SetColor(string color)
        {
            this.color = color;
        }
    }

    public class Cat : Pet
    {
        public string petSound()
        {
            return "Meaw Meaw...";
        }
    }
    #endregion

工厂角色：

	#region 工厂角色
    /// <summary>
    /// 静态工厂
    /// </summary>
    public class StaticMultiPetFactory
    {
        static Pet pet = null;
        public static Pet CreateDog()
        {
            pet = new Dog();
            return pet;
        }

        public static Pet CreateCat()
        {
            pet = new Cat();
            return pet;
        }
    }
    #endregion

测试类：

	#region 测试类
    class StaticMultiFactoryMethod
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //1、得到商品对象
            Pet pet = StaticMultiPetFactory.CreateDog();
            
            //2、使用商品对象
            Console.WriteLine(pet.petSound());

            Console.ReadKey();
        }
    }
    #endregion

总结

三种工厂方法模式的比较

相同点：

• 都存在三种角色：(工厂角色、抽象产品角色(抽象类或接口)、具体产品角色)；
• 主要是依靠继承关系来实现的。

不同点：

• 普通工厂模式：工厂类需要先实例化；工厂类中只有一个生产商品的方法且该方法必须指定的相应的参数之后才能进行生产；
• 多个工厂方法模式：工厂类需要先实例化；每一个实体类在工厂类中都有一个生产其对应实例的方法，无需额外的参数进行传递；
• 静态工厂方法模式：工厂类可以直接使用；每一个实体类在工厂类中都有一个生产其对应实例的方法，无需额外的参数进行传递。

优点与缺点

简单工厂模式：

• 优点：封装对象的创建过程，使之不可见
• 缺点:使用工厂类创建对象时，需要传入一个参数才能进行对象的创建 -->多个工厂方法模式(不用传入参数)

多工厂方法模式：

• 优点：封装对象的创建过程，使之不可见；不用传入参数类创建
• 缺点：工厂负荷变大

静态工厂方法模式：

• 优点：封装对象的创建过程，使之不可见；不用传入参数类创建；不用实例化工厂对象
• 缺点：一经启动工厂类中的静态方法就就占据一定量的内存空间 --（慎用）

致命缺点：

• 创建的商品对象无法访问到子类对其的扩展（使用了多态）。

应用场景

• 当需要创建一个类，而在编程时不能确定这个类的类型时（需要运行时确定）
• 当一个类希望由其子类来指定所创建对象的具体类型时
• 当我们想要定位被创建类，并获取相关消息时

用例

• 日志记录功能（文件日志记录、数据库日志记录、控制台日志记录等）