C#设计模式之二工厂方法模式（Factory Method Pattern）【创建型

一、引言

?????? 在上一篇文章中我们讲解了过渡的一种模式叫做【简单工厂】，也有叫【静态工厂】的，通过对简单工厂模式得了解，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，不是想怎么来就怎么来的，其中一个原则就是OCP原则，中文是【开放关闭原则】，对增加代码开发，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。本章介绍的工厂方法模式可以解决简单工厂模式中存在的这个问题，下面就具体看看工厂方法模式是如何解决该问题的。

二、工厂方法模式的胡介绍

????? 2.1、动机（Motivate）

?????????? 在软件系统的构建过程中，经常面临着“某个对象”的创建工作：由于需求的变化，这个对象（的具体实现）经常面临着剧烈的变化，但是它却拥有比较稳定的接口。

　　??? 如何应对这种变化？如何提供一种“封装机制”来隔离出“这个易变对象”的变化，从而保持系统中“其他依赖对象的对象”不随着需求改变而改变？

????? 2.2、意图（Intent）

????????? 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。??????????????????????????????????????? --《设计模式》GoF

????? 2.3、结构图（Structure）

??????????

 2 namespace 设计模式之工厂方法模式
 3 {
 4     /// <summary>
 5     /// 汽车抽象类
 6     </summary>
 7     public abstract class Car
 8     {
 9         // 开始行驶
10         void Go();
11     }
12 
13     14      红旗汽车
15     16      HongQiCar : Car
17 18         override  Go()
19         {
20             Console.WriteLine("红旗汽车开始行驶了！");
21         }
22 23 
24     25      奥迪汽车
26     27      AoDiCar : Car
28 29         30 31             Console.WriteLine("奥迪汽车开始行驶了32 33 34 
35     36      抽象工厂类
37     38      Factory
39 40          工厂方法
41         abstract Car CreateCar();
42 43 
44     45      红旗汽车工厂类
46     47      HongQiCarFactory:Factory
48 49         50          负责生产红旗汽车
51         52         <returns></returns>
53         override Car CreateCar()
54 55             return new HongQiCar();
56 57 58 
59     60      奥迪汽车工厂类
61     62      AoDiCarFactory:Factory
63 64         65          负责创建奥迪汽车
66         67         68          Car CreateCar()
69 70              AoDiCar();
71 72 73 
74     75      客户端调用
76     77      Client
78 79         static void Main(string[] args)
80 81              初始化创建汽车的两个工厂
82             Factory hongQiCarFactory =  HongQiCarFactory();
83             Factory aoDiCarFactory =  AoDiCarFactory();
84 
85              生产一辆红旗汽车
86             Car hongQi = hongQiCarFactory.CreateCar();
87             hongQi.Go();
88 
89             生产一辆奥迪汽车
90             Car aoDi = aoDiCarFactory.Create91             aoDi.Go();
92 
93             Console.Read();
94 95     }  
96 }

??? 在【工厂方法模式】中，我们同样也把汽车的类抽象出来一个抽象的基类，这里正好符合了【面向抽象编程】，客户端在使用的时候不会依赖具体的什么汽车。使用工厂方法实现的系统，如果系统需要添加新产品时，我们可以利用多态性来完成系统的扩展，对于抽象工厂类和具体工厂中的代码都不需要做任何改动。例如，我们想增加一辆奔驰车，我们只需从Car抽象类下继承一个BenChiCar类，同时在从Factory抽象基类下继承一个“奔驰”的工厂类BenChinaCarFactory就可以了，这样扩展符合OCP的原则。具体代码为：

 1      2      奔驰车
 3      4      BenChiCar : Car
 5  6          7          重写抽象类中的方法
 8         10 11             Console.WriteLine(奔驰车开始行驶了！12 13 14 
16      奔驰车的工厂类
17     18      BenChiCarFactory : Factory
20         21          负责生产奔驰车
22         23         24         25 26              BenChiCar();
27 29 
30     31     32     33     34 35         36 37 
38              如果客户又生产一辆奔驰车
39              再另外初始化一个奔驰车的工厂
40             Factory benChiCarFactory =  BenChiCarFactory();
41 
42              利用奔驰车的工厂生产奔驰车
43             Car benChi = benChiCarFactory.Create44             benChi.Go();
45 
46 47 49     

三、Factory Method模式的几个要点

　　Factory Method模式主要用于隔离类对象的使用者和具体类型之间的耦合关系。面对一个经常变化的具体类型，紧耦合关系会导致软件的脆弱。

　　Factory Method模式通过面向对象的手法，将所要创建的具体对象工作延迟到子类，从而实现一种扩展（而非更改）的策略，较好地解决了这种紧耦合关系。

????? Factory Method模式解决“单个对象”的需求变化；

????? AbstractFactory模式解决“系列对象”的需求变化；

????? Builder模式解决“对象部分”的需求变化；

??????? 3.1】、工厂方法模式的优点：

?????????? （1）、 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。

?????????? （2）、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”。

??????? 3.2】、工厂方法模式的缺点：

?????????? （1）、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。

??????? 3.3】、工厂方法模式使用的场景：

?????? ? ?? （1）、一个类不知道它所需要的对象的类。在工厂方法模式中，我们不需要具体产品的类名，我们只需要知道创建它的具体工厂即可。

??????????? （2）、一个类通过其子类来指定创建那个对象。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，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。

四、.NET中实现了工厂方法的类

.NET 类库中也有很多实现了工厂方法的类，例如Asp.net中，处理程序对象是具体用来处理请求，当我们请求一个*.aspx的文件时，此时会映射到System.Web.UI.PageHandlerFactory类上进行处理，而对*.ashx的请求将映射到System.Web.UI.SimpleHandlerFactory类中（这两个类都是继承于IHttpHandlerFactory接口的），关于这点说明我们可以在“C:WindowsMicrosoft.NETFrameworkv4.0.30319ConfigWeb.Config”文件中找到相关定义，具体定义如下：

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

配置文件截图了一部分，有时间大家可以自己去研究一下。
下面我们就具体看下工厂方法模式在Asp.net中是如何实现的，如果对一个Index.aspx页面发出请求时，将会调用PageHandlerFactory中GetHandler方法来创建一个Index.aspx对象，它们之间的类图关系如下：

学习设计模式我们一定要谨记设计模式的几大原则，否则是徒劳无功的。就像学务工一样，我们要记心法。6大原则就像孤独求败的独孤九剑的剑诀，学会了，变化无穷。

（编辑：李大同）

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