【23种设计模式】工厂方法模式（二）

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【23种设计模式】工厂方法模式（二）

2023-08-27 22:14:26 来源：博客园

****## 前言

【资料图】

在讲述之工厂方法模式前，我们来先了解简单工厂模式，简单工厂模式是最简单的设计模式之一，它虽然不属于GoF的23种设计模式，但是应用也较为频繁，同时它也是学习其他创建型模式的基础。下面我们来先了解下简单工厂模式，然后针对它的缺点来引出工厂方法模式。

简单工厂模式定义

简单工厂模式简单来说就是创建一个工厂类，通过输入的参数创建对象赋值给基类，完成对想要的派生类的调用，从而达成目标，具体的操作均在子类中完成，工厂类只负责运算逻辑和给基类赋值。在简单工厂模式中，只需要记住一个简单的参数即可获得所需的对象实例，它提供专门的核心工厂类来负责对象的创建，实现对象的创建和使用分离。该模式有三部分：

工厂方法类：实现创建所有实例的选择类型，被外界调用的接口。
抽象父类：所要创建的类的基类，描述类所有实例所共有的公共接口（方法），可以是抽象类也可是接口类型（interface），本例是抽象类。
具体子类：所有要创建的具体实例对象。

简单工厂模式代码实现

抽象产品类和工厂类合并，将静态工厂方法移到抽象产品类中，根据不同的参数创建不同类型的产品子类对象。只需要添加配置文件并更改相关参数读取参数即可，不要重新编译程序。

引入NuGet包:System.Configuration.ConfigurationManager
添加配置文件：App.config文件，追加内容

创建抽象父类和具体子类抽象类：包含工厂方法

///     /// 【01】抽象工厂类    /// 
    public abstract class Product    {        ///         /// 静态工厂方法        /// 
        ///         ///         public static Product GetProduct(string arg)        {            Product product = null;            switch (arg)            {                case "A":                    product = new ProduceA();                    break;                case "B":                    product = new ProduceB();                    break;                    //注意：有新产品需要修改工厂方法和创建新具体产品                default:                    throw new ArgumentException(message: "参数不合法");            }            return product;        }        ///         /// 所有产品类的公共业务方法        /// 
        public void MethodSame()        {            Console.WriteLine("公共业务方法");        }        ///         /// 声明抽象业务方法        /// 
        public abstract void MethodDiff();    }

具体子类：

///     ///【02】具体工厂类A    /// 
    public class ProduceA : Product    {        ///         /// 实现业务方法        /// 
        public override void MethodDiff()        {            Console.WriteLine("产品A处理业务方法");        }    }

///     ///【03】具体工厂类B    /// 
    public class ProduceB : Product    {        ///         /// 实现业务方法        /// 
        public override void MethodDiff()        {            Console.WriteLine("产品B处理业务方法");        }    }

调用

///         /// 调用测试方法        /// 
        public void RunTest()        {            //客户端调用            var type = ConfigurationManager.AppSettings["product"];//根据配置文件中参数，传入工厂方法，决定创建具体Product            Product oneProduct = Product.GetProduct(type);            oneProduct.MethodSame();            oneProduct.MethodDiff();        }

简单工厂模式的优缺点

优点：

工厂类包含必要的逻辑判断，可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例，客户端可以免除直接创建产品对象的职责，而仅仅“消费”产品，
简单工厂模式实现了对象创建和使用的分离。
客户端无须知道所创建的具体产品类的类名，只需知道具体产品类所对应的参数即可。
通过引入配置文件，可以在不修改任何客户端代码的情况下，更换和增加新的具体产品类，在一定程度上提高了系统的灵活性。

缺点：

由于工厂类集中了所有产品的创建逻辑，职责过重，一旦不能正常工作，整个系统都要受到影响。
使用简单工厂模式势必会增加系统中类的个数，增加了系统的复杂度和理解难度。
系统扩展难度，一旦添加新产品不得不修改工厂逻辑，在产品类型加多时，有可能造成工厂逻辑过于复杂，不利于系统的扩展与维护。
简单工厂模式由于使用了静态工厂方法，造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。

简单工厂模式小结

简单工厂模式中，我们也发现了它的缺点，就是随着需求的变化我们要不停地修改工厂里面的方法的代码，需求变化越多，里面的If–Else–也越多，这样就会造成简单工厂的实现逻辑过于复杂。设计模式是遵循一定原则而得来的，比如，我们要怎么增加代码，怎么修改代码，其中一个原则就是OCP原则，中文是【开放关闭原则】，对增加代码开放，对修改代码关闭，所以我们就不能总是这样修改简单工厂里面的方法。

工厂方法模式定义

工厂方法模式可以解决简单工厂模式中存在的这个问题，定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。Factory Method使得一个类的实例化延迟到子类。

可以看出，在工厂方法模式的结构图有以下角色：

抽象工厂（Creator）: 充当抽象工厂角色，定义工厂类所具有的基本的操作，任何具体工厂都必须继承该抽象类。
具体工厂（CreatorA）：充当具体工厂角色，该类必须继承抽象工厂角色，实现抽象工厂定义的方法，用来创建具体车。
抽象车（Car）：充当抽象车角色，定义车类型所有具有的基本操作，具体车必须继承该抽象类。
具体车（CarA）：充当具体车角色，实现抽象车类对定义的抽象方法，由具体工厂类创建，它们之间有一一对应的关系。

简单工厂模式的问题是：如果有新的需求，就需要修改工厂类里面创建产品对象实例的那个方法的实现代码，在面向对象设计一个原则就是哪里有变化，我就封装哪里。

工厂方法模式代码实现

抽象汽车类

///     /// 汽车抽象类    /// 
    public abstract class Car    {        ///         /// 开始行驶        /// 
        public abstract void Go();    }

具体汽车类

///     /// ConcreteCar 具体车辆类    /// 
    public class ConcreteCar    {        ///         /// 红旗汽车        /// 
        public class HongQiCar : Car        {            public override void Go()            {                Console.WriteLine("红旗汽车开始行驶了！");            }        }        ///         /// 奥迪汽车        /// 
        public class AoDiCar : Car        {            public override void Go()            {                Console.WriteLine("奥迪汽车开始行驶了");            }        }    }

抽象工厂

///     /// 抽象工厂类    /// 
    public abstract class Factory    {        ///         /// 工厂方法        /// 
        ///         public abstract Car CreateCar();    }

具体工厂

///     /// ConcreteFactory  具体工厂方法    /// 
    public class ConcreteFactory    {        ///         /// 红旗汽车工厂类        /// 
        public class HongQiCarFactory : Factory        {            ///             /// 负责生产红旗汽车            /// 
            ///             public override Car CreateCar()            {                return new HongQiCar();            }        }        ///         /// 奥迪汽车工厂类        /// 
        public class AoDiCarFactory : Factory        {            ///             /// 负责创建奥迪汽车            /// 
            ///             public override Car CreateCar()            {                return new AoDiCar();            }        }    }

调用

///         /// 测试方法        /// 
        public void RunTest()        {            // 初始化创建汽车的两个工厂            Factory hongQiCarFactory = new HongQiCarFactory();            Factory aoDiCarFactory = new AoDiCarFactory();            // 生产一辆红旗汽车            Car hongQi = hongQiCarFactory.CreateCar();            hongQi.Go();            //生产一辆奥迪汽车            Car aoDi = aoDiCarFactory.CreateCar();            aoDi.Go();        }

工厂方法模式优缺点

优点：

在工厂方法中，用户只需要知道所要产品的具体工厂，无须关系具体的创建过程，甚至不需要具体产品类的类名。
在系统增加新的产品时，我们只需要添加一个具体产品类和对应的实现工厂，无需对原工厂进行任何修改，很好地符合了“开闭原则”。

缺点：

每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，是的系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。

关键词：