工廠方法到抽象工廠模式

工廠方法到抽象工廠模式

設計原則
要依賴抽象，不要依賴具體類

簡單工廠模式雖然簡單，但存在一個很嚴重的問題。當系統中須要引入新產品時，因爲靜態工廠方法經過所傳入參數的不一樣來建立不一樣的產品，這一定要修改工廠類的源代碼，將違背「開閉原則」，如何實現增長新產品而不影響已有代碼？工廠方法模式應運而生，本文將介紹第二種工廠模式——工廠方法模式。

1 什麼是工廠方法模式

工廠方法模式(Factory Method Pattern)又稱爲工廠模式，也叫虛擬構造器(Virtual Constructor)模式或者多態工廠(Polymorphic Factory)模式，它屬於類建立型模式。

在工廠方法模式中，工廠父類負責定義建立產品對象的公共接口，而工廠子類則負責生成具體的產品對象，這樣作的目的是將產品類的實例化操做延遲到工廠子類中完成，即經過工廠子類來肯定究竟應該實例化哪個具體產品類。

2 爲何要用該模式

在簡單工廠模式中只提供一個工廠類，該工廠類處於對產品類進行實例化的中心位置，它須要知道每個產品對象的建立細節，並決定什麼時候實例化哪個產品類。簡單工廠模式最大的缺點是當有新產品要加入到系統中時，必須修改工廠類，須要在其中加入必要的業務邏輯，這違背了「開閉原則」。

此外，在簡單工廠模式中，全部的產品都由同一個工廠建立，工廠類職責較重，業務邏輯較爲複雜，具體產品與工廠類之間的耦合度高，嚴重影響了系統的靈活性和擴展性，而工廠方法模式則能夠很好地解決這一問題。

在工廠方法模式中，再也不提供一個統一的工廠類來建立全部的產品對象，而是針對不一樣的產品提供不一樣的工廠，系統提供一個與產品等級結構對應的工廠等級結構。

3 模式的結構

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在工廠方法模式結構圖中包含以下幾個角色：

• Factory（抽象工廠類|接口）：在抽象工廠類中，聲明瞭工廠方法(Factory Method)，用於返回一個產品。抽象工廠是工廠方法模式的核心，全部建立對象的工廠類都必須實現該接口。
• ConcreteFactory（具體工廠類）：它是抽象工廠類的子類，實現了抽象工廠中定義的工廠方法，並可由客戶端調用，返回一個具體產品類的實例。
• Product（抽象產品類）：它是定義產品的接口，是工廠方法模式所建立對象的超類型，也就是產品對象的公共父類。
• （ConcreteProduct具體產品類）：它實現了抽象產品接口，某種類型的具體產品由專門的具體工廠建立，具體工廠和具體產品之間一一對應。

與簡單工廠模式相比，工廠方法模式最重要的區別是引入了抽象工廠角色，抽象工廠能夠是接口，也能夠是抽象類或者具體類。
視頻課：https://edu.csdn.net/course/detail/30808

4 代碼示例

代碼參考圖：

抽象工廠能夠建立mysql的操做，也能夠建立sqlserver的操做。

定義一個方法，返回IUserDao接口便可，這樣實現交由子類工廠來實現。

4.1 User實體類

//實體類：和數據庫表一致;
    public class User
    {
        //構造方法
        public User(int id,string name) {
            this.id = id;
            this.name = name;
        }
        int id;

        public int Id
        {
            get { return id; }
            set { id = value; }
        }
        string name;

        public string Name
        {
            get { return name; }
            set { name = value; }
        }
        //重寫該類的ToString(){}
        public string ToString() { 
            return "編號:"+Id+",姓名:"+Name;
        }
    }

4.2 IUserDao接口

//這個接口是定義對User類的操做
    public interface IUserDao
    {
        void addUser(User user);
    }

4.3 MysqlUserDao實現類

public  class MysqlUserDao:IUserDao
    {
        public void addUser(User user) {
            Console.WriteLine(user.ToString());
            Console.WriteLine("mysql開始對user表進行操做了");
        }
    }

4.4 SqlserverUserDao實現類

public class SqlserverUserDao:IUserDao
    {
       public void addUser(User user)
        {
            Console.WriteLine(user.ToString());
            Console.WriteLine("sql server開始對user表進行操做了");
        }
    }

4.5 IFactory接口

public interface IFactory
    {
        //返回的是IUserDao的接口;
        IUserDao createUserDao();
        //也能夠建立其餘表操做的接口，
        //這時候是否是工廠與數據庫無關;
    }

4.6 MysqlFactory實現類

public class MysqlFactory:IFactory
    {
        //返回一個接口的對象;接口不能被new,能夠new它的實現類;
        public IUserDao createUserDao()
        {
            return new MysqlUserDao();
        }
    }

4.7 SqlserverFactory實現類

public class SqlserverFactory:IFactory
    {
        public IUserDao createUserDao()
        {
            return new SqlserverUserDao();
        }
    }

4.8 測試類

class Program
    {
        //程序的健壯性更強，擴展性更好!!!支持多數據庫源;
        static void Main(string[] args)
        {
            User user = new User(1,"張三");
            //聲明工廠對象;
            //IFactory factory = new SqlserverFactory();
            IFactory factory = new MysqlFactory();

            //讓sqlserver工廠對象幹活
            IUserDao iu=factory.createUserDao();
            //執行增長用戶的操做;
            iu.addUser(user);

            Console.Read();
        }
    }

設計完畢以後，開始寫測試類

5 優勢和缺點

5.1 優勢

• 在工廠方法模式中，工廠方法用來建立客戶端所須要的產品，同時還向客戶端隱藏了哪一種具體產品類將被實例化這一細節，客戶端只須要關心所需產品對應的工廠，無須關心建立細節，甚至無須知道具體產品類的類名。
• 基於工廠角色和產品角色的多態性設計是工廠方法模式的關鍵。它可以使工廠能夠自主肯定建立何種產品對象，而如何建立這個對象的細節則徹底封裝在具體工廠內部。工廠方法模式之因此又被稱爲多態工廠模式，是由於全部的具體工廠類都具備同一抽象父類。
• 使用工廠方法模式的另外一個優勢是在系統中加入新產品時，無須修改抽象工廠和抽象產品提供的接口，無須修改客戶端，也無須修改其餘的具體工廠和具體產品，而只要添加一個具體工廠和具體產品就能夠了。這樣，系統的可擴展性也就變得很是好，徹底符合「開閉原則」。

5.2 缺點

• 在添加新產品時，須要編寫新的具體產品類，並且還要提供與之對應的具體工廠類，系統中類的個數將成對增長，在必定程度上增長了系統的複雜度，有更多的類須要編譯和運行，會給系統帶來一些額外的開銷。
• 因爲考慮到系統的可擴展性，須要引入抽象層，在客戶端代碼中均使用抽象層進行定義，增長了系統的抽象性和理解難度，且在實現時可能須要用到DOM、反射等技術，增長了系統的實現難度。

工廠方法模式比起簡單工廠模式更加符合開閉原則。

工廠模式須要額外建立諸多 Factory 類，也會增長代碼的複雜性，並且，每一個 Factory 類只是作簡單的 new 操做，功能很是單薄（只有一行代碼），也不必設計成獨立的類，因此，在這個應用場景下，簡單工廠模式簡單好用，比工廠方法模式更加合適。

6 適用環境

• 一個類不知道它所須要的對象的類：在工廠方法模式中，客戶端不須要知道具體產品類的類名，只須要知道所對應的工廠便可，具體的產品對象由具體工廠類建立；客戶端須要知道建立具體產品的工廠類。
• 一個類經過其子類來指定建立哪一個對象：在工廠方法模式中，對於抽象工廠類只須要提供一個建立產品的接口，而由其子類來肯定具體要建立的對象，利用面向對象的多態性和里氏代換原則，在程序運行時，子類對象將覆蓋父類對象，從而使得系統更容易擴展。
• 將建立對象的任務委託給多個工廠子類中的某一個，客戶端在使用時能夠無須關心是哪個工廠子類建立產品子類，須要時再動態指定，可將具體工廠類的類名存儲在配置文件或數據庫中。