工厂方法到抽象工厂模式

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设计原则
要依赖抽象，不要依赖具体类

简单工厂模式虽然简单，但存在一个很严重的问题。当系统中需要引入新产品时，由于静态工厂方法通过所传入参数的不同来创建不同的产品，这必定要修改工厂类的源代码，将违背“开闭原则”，如何实现增加新产品而不影响已有代码？工厂方法模式应运而生，本文将介绍第二种工厂模式——工厂方法模式。

1 什么是工厂方法模式

工厂方法模式(Factory Method Pattern)又称为工厂模式，也叫虚拟构造器(Virtual Constructor)模式或者多态工厂(Polymorphic Factory)模式，它属于类创建型模式。

在工厂方法模式中，工厂父类负责定义创建产品对象的公共接口，而工厂子类则负责生成具体的产品对象，这样做的目的是将产品类的实例化操作延迟到工厂子类中完成，即通过工厂子类来确定究竟应该实例化哪一个具体产品类。

2 为什么要用该模式

在简单工厂模式中只提供一个工厂类，该工厂类处于对产品类进行实例化的中心位置，它需要知道每一个产品对象的创建细节，并决定何时实例化哪一个产品类。简单工厂模式最大的缺点是当有新产品要加入到系统中时，必须修改工厂类，需要在其中加入必要的业务逻辑，这违背了“开闭原则”。

此外，在简单工厂模式中，所有的产品都由同一个工厂创建，工厂类职责较重，业务逻辑较为复杂，具体产品与工厂类之间的耦合度高，严重影响了系统的灵活性和扩展性，而工厂方法模式则可以很好地解决这一问题。

在工厂方法模式中，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，系统提供一个与产品等级结构对应的工厂等级结构。

3 模式的结构

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在工厂方法模式结构图中包含如下几个角色：

• Factory（抽象工厂类|接口）：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，所有创建对象的工厂类都必须实现该接口。
• ConcreteFactory（具体工厂类）：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。
• Product（抽象产品类）：它是定义产品的接口，是工厂方法模式所创建对象的超类型，也就是产品对象的公共父类。
• （ConcreteProduct具体产品类）：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。

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。
视频课：https://edu.csdn.net/course/detail/30808

4 代码示例

代码参考图：

抽象工厂可以创建mysql的操作，也可以创建sqlserver的操作。

定义一个方法，返回IUserDao接口即可，这样实现交由子类工厂来实现。

4.1 User实体类

 //实体类：和数据库表一致;
    public class User
    {
        //构造方法
        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; }
        }
        //重写该类的ToString(){}
        public string ToString() { 
            return "编号:"+Id+",姓名:"+Name;
        }
    }

4.2 IUserDao接口

//这个接口是定义对User类的操作
    public interface IUserDao
    {
        void addUser(User user);
    }

4.3 MysqlUserDao实现类

 public  class MysqlUserDao:IUserDao
    {
        public void addUser(User user) {
            Console.WriteLine(user.ToString());
            Console.WriteLine("mysql开始对user表进行操作了");
        }
    }

4.4 SqlserverUserDao实现类

 public class SqlserverUserDao:IUserDao
    {
       public void addUser(User user)
        {
            Console.WriteLine(user.ToString());
            Console.WriteLine("sql server开始对user表进行操作了");
        }
    }

4.5 IFactory接口

public interface IFactory
    {
        //返回的是IUserDao的接口;
        IUserDao createUserDao();
        //也可以创建其他表操作的接口，
        //这时候是不是工厂与数据库无关;
    }

4.6 MysqlFactory实现类

public class MysqlFactory:IFactory
    {
        //返回一个接口的对象;接口不能被new,可以new它的实现类;
        public IUserDao createUserDao()
        {
            return new MysqlUserDao();
        }
    }

4.7 SqlserverFactory实现类

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

4.8 测试类

class Program
    {
        //程序的健壮性更强，扩展性更好!!!支持多数据库源;
        static void Main(string[] args)
        {
            User user = new User(1,"张三");
            //声明工厂对象;
            //IFactory factory = new SqlserverFactory();
            IFactory factory = new MysqlFactory();

            //让sqlserver工厂对象干活
            IUserDao iu=factory.createUserDao();
            //执行增加用户的操作;
            iu.addUser(user);

            Console.Read();
        }
    }

设计完毕之后，开始写测试类

5 优点和缺点

5.1 优点

• 在工厂方法模式中，工厂方法用来创建客户端所需要的产品，同时还向客户端隐藏了哪种具体产品类将被实例化这一细节，客户端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。
• 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。
• 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”。

5.2 缺点

• 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。
• 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。

工厂方法模式比起简单工厂模式更加符合开闭原则。

工厂模式需要额外创建诸多 Factory 类，也会增加代码的复杂性，而且，每个 Factory 类只是做简单的 new 操作，功能非常单薄（只有一行代码），也没必要设计成独立的类，所以，在这个应用场景下，简单工厂模式简单好用，比工厂方法模式更加合适。

6 适用环境

• 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。
• 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。
• 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。

工厂方法到抽象工厂模式

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原文地址：https://blog.51cto.com/2096101/2541477