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  • 工厂方法作业

    简单工厂模式中产品的创建统一在工厂类的静态工厂方法中创建,体现了面形对象的封装性,客户程序不需要知道产品产生的细节,也体现了面向对象的单一职责原则(SRP),这样在产品很少的情况下使用起来还是很方便, 但是如果产品很多,并且不断的有新产品加入,那么就会导致静态工厂方法变得极不稳定,每次加入一个新产品就要修改静态工厂方法,这违背了面向对象设计原则的开闭原则(OCP)。那么在应对这种不断增加的新产品,简单工模式有些力不从心了,那么什么模式可以完美应对呢?这就是这篇文章要谈到的工厂方法模式。在工厂方法模式中,我们不再提供一个统一的工厂类来创建所有的产品对象,而是针对不同的产品提供不同的工厂类,系统提供一个与产品等级结构对应的工厂等级结构。

    一、工厂方法作业定义

    工厂方法模式(Factory Method Pattern):定义一个用于创建对象的接口,让子类决定将哪一个类实例化。工厂方法模式让一个类的实例化延迟到其子类。工厂方法模式又简称为工厂模式(Factory Pattern),又可称作虚拟构造器模式(Virtual Constructor Pattern)或多态工厂模式(Polymorphic Factory Pattern)。

    二、工厂方法作业结构图

    image

    工厂方法模式结构图

    1.IProduct (抽象产品角色):

    它是定义产品的接口,是工厂方法模式所创建对象的父类,也就是产品对象的公共父类,这个角色一般可以有抽象类或者接口来担当。

    2.ConcreteProduct(具体产品):

    它实现了抽象产品接口,某种类型的具体产品由专门的具体工厂创建,具体工厂和具体产品之间一一对应。

    3.Factory(抽象工厂):

    在抽象工厂类中,声明了工厂方法(Factory Method),用于返回一个产品。抽象工厂是工厂方法模式的核心,所有创建具体对象的具体工厂类都必须实现该接口。

    4. ConcreteFactory(具体工厂):

    它是抽象工厂类的子类,实现了抽象工厂中定义的工厂方法,并可由客户端调用,返回一个具体产品类的实例。

    与简单工厂模式相比,工厂方法模式最重要的区别是引入了抽象工厂角色,抽象工厂可以是接口,也可以是抽象类或者具体类

    三、工厂方法作业代码实现:

    public interface IProduct
    {
        void DoSomething();
    }
    public interface IFactory
    {
        IProduct Create();
    }
    public class ConcreteProductA : IProduct
    {
        public void DoSomething()
        {
            Console.WriteLine("I'm Product A");
        }
    }
    public class ConcreteProductB : IProduct
    {
        public void DoSomething()
        {
            Console.WriteLine("I'm Product B");
        }
    }
    public class ConcreteFactoryA : IFactory
    {
        public IProduct Create()
        {
            return new ConcreteProductA();
        }
    }
    public class ConcreteFactoryB : IFactory
    {
        public IProduct Create()
        {
            return new ConcreteProductB();
        }
    }

    客户端调用:

    static void Main()
    {
        //使用ConcreteFactoryA 创建 ProductA
        IFactory factoryA = new ConcreteFactoryA();
        IProduct productA = factoryA.Create();
        productA.DoSomething();
    
        //使用ConcreteFactoryB 创建 ProductB
        IFactory factoryB = new ConcreteFactoryB();
        IProduct productB = factoryB.Create();
        productB.DoSomething();
    
        Console.ReadKey();
    }

    输出结果:

    image

    四、工厂方法作业的优缺点

    优点

    ①在工厂方法模式中,工厂方法用来创建客户所需要的产品,同时还向客户隐藏了哪种具体产品类将被实例化这一细节,用户只需要关心所需产品对应的工厂,无须关心创建细节,甚至无须知道具体产品类的类名。

    ②基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键。它能够使工厂可以自主确定创建何种产品对象,而如何创建这个对象的细节则完全封装在具体工厂内部。工厂方法模式之所以又被称为多态工厂模式,是因为所有的具体工厂类都具有同一抽象父类。

    ③使用工厂方法模式的另一个优点是在系统中加入新产品时,无须修改抽象工厂和抽象产品提供的接口,无须修改客户端,也无须修改其他的具体工厂和具体产品,而只要添加一个具体工厂和具体产品就可以了。这样,系统的可扩展性也就变得非常好,完全符合“开闭原则”,这点比简单工厂模式更优秀。

    缺点

    ①在添加新产品时,需要编写新的具体产品类,而且还要提供与之对应的具体工厂类,系统中类的个数将成对增加,在一定程度上增加了系统的复杂度,有更多的类需要编译和运行,会给系统带来一些额外的开销。

    ②由于考虑到系统的可扩展性,需要引入抽象层,在客户端代码中均使用抽象层进行定义,增加了系统的抽象性和理解难度,且在实现时可能需要用到DOM、反射等技术,增加了系统的实现难度。

    适用场景

    在以下情况下可以使用工厂方法模式:

    ①一个类不知道它所需要的对象的类:在工厂方法模式中,客户端不需要知道具体产品类的类名,只需要知道所对应的工厂即可,具体的产品对象由具体工厂类创建;客户端需要知道创建具体产品的工厂类。

    ②一个类通过其子类来指定创建哪个对象:在工厂方法模式中,对于抽象工厂类只需要提供一个创建产品的接口,而由其子类来确定具体要创建的对象,利用面向对象的多态性和里氏代换原则,在程序运行时,子类对象将覆盖父类对象,从而使得系统更容易扩展。

    ③将创建对象的任务委托给多个工厂子类中的某一个,客户端在使用时可以无须关心是哪一个工厂子类创建产品子类,需要时再动态指定,可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。

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