C#設(shè)計(jì)模式(3)——工廠方法模式

一、引言

　　在簡(jiǎn)單工廠模式中講到簡(jiǎn)單工廠模式的缺點(diǎn)，有一點(diǎn)是——簡(jiǎn)單工廠模式系統(tǒng)難以擴(kuò)展，一旦添加新產(chǎn)品就不得不修改簡(jiǎn)單工廠方法，這樣就會(huì)造成簡(jiǎn)單工廠的實(shí)現(xiàn)邏輯過(guò)于復(fù)雜，然而本專題介紹的工廠方法模式可以解決簡(jiǎn)單工廠模式中存在的這個(gè)問(wèn)題，下面就具體看看工廠模式是如何解決該問(wèn)題的。

二、工廠方法模式的實(shí)現(xiàn)

　　工廠方法模式之所以可以解決簡(jiǎn)單工廠的模式，是因?yàn)樗膶?shí)現(xiàn)把具體產(chǎn)品的創(chuàng)建推遲到子類中，此時(shí)工廠類不再負(fù)責(zé)所有產(chǎn)品的創(chuàng)建，而只是給出具體工廠必須實(shí)現(xiàn)的接口，這樣工廠方法模式就可以允許系統(tǒng)不修改工廠類邏輯的情況下來(lái)添加新產(chǎn)品，這樣也就克服了簡(jiǎn)單工廠模式中缺點(diǎn)。下面看下工廠模式的具體實(shí)現(xiàn)代碼（這里還是以簡(jiǎn)單工廠模式中點(diǎn)菜的例子來(lái)實(shí)現(xiàn)）：

namespace 設(shè)計(jì)模式之工廠方法模式
{
    /// <summary>
    /// 菜抽象類
    /// </summary>
    public abstract class Food
    {
        // 輸出點(diǎn)了什么菜
        public abstract void Print();
    }
    /// <summary>
    /// 西紅柿炒雞蛋這道菜
    /// </summary>
    public class TomatoScrambledEggs : Food
    {
        public override void Print()
        {
            Console.WriteLine("西紅柿炒蛋好了！");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 土豆肉絲這道菜
    /// </summary>
    public class ShreddedPorkWithPotatoes : Food
    {
        public override void Print()
        {
            Console.WriteLine("土豆肉絲好了");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 抽象工廠類
    /// </summary>
    public abstract class Creator
    {
        // 工廠方法
        public abstract Food CreateFoddFactory();
    }
    /// <summary>
    /// 西紅柿炒蛋工廠類
    /// </summary>
    public class TomatoScrambledEggsFactory:Creator
    {
        /// <summary>
        /// 負(fù)責(zé)創(chuàng)建西紅柿炒蛋這道菜
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public override Food CreateFoddFactory()
        {
            return new TomatoScrambledEggs();
        }
    }
    /// <summary>
    /// 土豆肉絲工廠類
    /// </summary>
    public class ShreddedPorkWithPotatoesFactory:Creator
    {
        /// <summary>
        /// 負(fù)責(zé)創(chuàng)建土豆肉絲這道菜
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public override Food CreateFoddFactory()
        {
            return new ShreddedPorkWithPotatoes();
        }
    }
    /// <summary>
    /// 客戶端調(diào)用
    /// </summary>
    class Client
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 初始化做菜的兩個(gè)工廠（）
            Creator shreddedPorkWithPotatoesFactory = new ShreddedPorkWithPotatoesFactory();
            Creator tomatoScrambledEggsFactory = new TomatoScrambledEggsFactory();
            // 開(kāi)始做西紅柿炒蛋
            Food tomatoScrambleEggs = tomatoScrambledEggsFactory.CreateFoddFactory();
            tomatoScrambleEggs.Print();
            //開(kāi)始做土豆肉絲
            Food shreddedPorkWithPotatoes = shreddedPorkWithPotatoesFactory.CreateFoddFactory();
            shreddedPorkWithPotatoes.Print();
            Console.Read();
        }
    } 
}

使用工廠方法實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)，如果系統(tǒng)需要添加新產(chǎn)品時(shí)，我們可以利用多態(tài)性來(lái)完成系統(tǒng)的擴(kuò)展，對(duì)于抽象工廠類和具體工廠中的代碼都不需要做任何改動(dòng)。例如，我們我們還想點(diǎn)一個(gè)“肉末茄子”，此時(shí)我們只需要定義一個(gè)肉末茄子具體工廠類和肉末茄子類就可以。而不用像簡(jiǎn)單工廠模式中那樣去修改工廠類中的實(shí)現(xiàn)（具體指添加case語(yǔ)句)。具體代碼為：

/// <summary>
    /// 肉末茄子這道菜
    /// </summary>
    public class MincedMeatEggplant : Food
    {
        /// <summary>
        /// 重寫抽象類中的方法
        /// </summary>
        public override void Print()
        {
            Console.WriteLine("肉末茄子好了");
        }
    }
 /// <summary>
    /// 肉末茄子工廠類，負(fù)責(zé)創(chuàng)建肉末茄子這道菜
    /// </summary>
    public class MincedMeatEggplantFactory : Creator
    {
        /// <summary>
        /// 負(fù)責(zé)創(chuàng)建肉末茄子這道菜
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public override Food CreateFoddFactory()
        {
            return new MincedMeatEggplant();
        }
    }
    /// <summary>
    /// 客戶端調(diào)用
    /// </summary>
    class Client
    {
        static void Main(string[] args)
        {
                   
            // 如果客戶又想點(diǎn)肉末茄子了
            // 再另外初始化一個(gè)肉末茄子工廠
            Creator minceMeatEggplantFactor = new MincedMeatEggplantFactory();
            // 利用肉末茄子工廠來(lái)創(chuàng)建肉末茄子這道菜
            Food minceMeatEggplant = minceMeatEggplantFactor.CreateFoddFactory();
            minceMeatEggplant.Print();
            Console.Read();
        }
    }

三、工廠方法模式的UML圖

講解完工廠模式的具體實(shí)現(xiàn)之后，讓我們看下工廠模式中各類之間的UML圖：

從UML圖可以看出，在工廠方法模式中，工廠類與具體產(chǎn)品類具有平行的等級(jí)結(jié)構(gòu)，它們之間是一一對(duì)應(yīng)的。針對(duì)UML圖的解釋如下：

Creator類：充當(dāng)抽象工廠角色，任何具體工廠都必須繼承該抽象類

TomatoScrambledEggsFactory和ShreddedPorkWithPotatoesFactory類：充當(dāng)具體工廠角色，用來(lái)創(chuàng)建具體產(chǎn)品

Food類：充當(dāng)抽象產(chǎn)品角色，具體產(chǎn)品的抽象類。任何具體產(chǎn)品都應(yīng)該繼承該類

TomatoScrambledEggs和ShreddedPorkWithPotatoes類：充當(dāng)具體產(chǎn)品角色，實(shí)現(xiàn)抽象產(chǎn)品類對(duì)定義的抽象方法，由具體工廠類創(chuàng)建，它們之間有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。

四、.NET中實(shí)現(xiàn)了工廠方法的類

.NET 類庫(kù)中也有很多實(shí)現(xiàn)了工廠方法的類，例如Asp.net中，處理程序?qū)ο笫蔷唧w用來(lái)處理請(qǐng)求，當(dāng)我們請(qǐng)求一個(gè)*.aspx的文件時(shí)，此時(shí)會(huì)映射到System.Web.UI.PageHandlerFactory類上進(jìn)行處理，而對(duì)*.ashx的請(qǐng)求將映射到System.Web.UI.SimpleHandlerFactory類中（這兩個(gè)類都是繼承于IHttpHandlerFactory接口的），關(guān)于這點(diǎn)說(shuō)明我們可以在“C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319\Config\Web.Config”文件中找到相關(guān)定義，具體定義如下：

<httpHandlers>
<add path="*.axd" verb="*" type="System.Web.HttpNotFoundHandler" validate="True" />
            <add path="*.aspx" verb="*" type="System.Web.UI.PageHandlerFactory" validate="True" />
            <add path="*.ashx" verb="*" type="System.Web.UI.SimpleHandlerFactory" validate="True" />
</httpHandlers>

下面我們就具體看下工廠方法模式在Asp.net中是如何實(shí)現(xiàn)的，如果對(duì)一個(gè)Index.aspx頁(yè)面發(fā)出請(qǐng)求時(shí)，將會(huì)調(diào)用PageHandlerFactory中GetHandler方法來(lái)創(chuàng)建一個(gè)Index.aspx對(duì)象，它們之間的類圖關(guān)系如下：

五、總結(jié)

工廠方法模式通過(guò)面向?qū)ο缶幊讨械亩鄳B(tài)性來(lái)將對(duì)象的創(chuàng)建延遲到具體工廠中，從而解決了簡(jiǎn)單工廠模式中存在的問(wèn)題，也很好地符合了開(kāi)放封閉原則（即對(duì)擴(kuò)展開(kāi)發(fā)，對(duì)修改封閉）。