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設計模式——簡單工廠模式

shanzm-2020年4月1日 22:18:49

1. 簡介

簡單工廠模式(Simple Factory Pattern):定義一個工廠類,根據不同的參數,創建並返回不同的類。其中這些類具有一個公共的父類或是一個介面。

簡單工廠模式不屬於GoF四人組提出的23種設計模式,它是最簡單的工廠模式。

簡單工廠模式包含類:

  • Factory:工廠類,內部有是個精通的方法,根據參數選擇創建的對象

  • Product:抽象產品類,其作為具體產品的父類,負責定義產品的公共介面

  • ConcreteProduct:具體產品類,有多個,都是繼承與抽象產品類,工廠就是創建該類對象

shanzm_singlefactory_UML



2. 示例

示例源於《大話設計模式》,通過一個簡單的四則計算器來逐步的重構,最終通過簡單工廠實現一個簡單的四則計算器。

首先創建一個簡單的控制台項目,實現一個簡單的四則運算計算器功能

當提示用戶輸入兩個數字,並輸入一個四則運算符,實現計算功能

2.1 計算器V1.0

namespace Calculator  {      public class Operation      {          public static double GetResult(double numA, double numB, string oper)          {              double result = 0;              switch (oper)              {                  case "+":                      result = numA + numB;                      break;                  case "-":                      result = numA - numB;                      break;                  case "*":                      result = numA * numB;                      break;                  case "/":                      result = numB != 0 ? numA / numB : 0;                      break;              }              return result;          }      }         //讓業務邏輯和介面邏輯分離       class Program      {            static void Main(string[] args)          {              try              {                  Console.WriteLine("enter a number");                  double numA = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());                    Console.WriteLine("enter another number");                  double numB = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());                    Console.WriteLine("enter operation");                  string oper = Console.ReadLine();                    Console.WriteLine(Operation.GetResult(numA, numB, oper).ToString());                  Console.ReadKey();              }              catch (Exception e)              {                    Console.WriteLine("error:" + e.Message);                  Console.ReadKey();              }            }      }  }    



2.2 計算器V2.0

計算器V1.0中使用類對業務邏輯進行封裝了

但是你若是要是想要添加一個新的運算符則要對Operation類進行修改

其實這樣是不安全的,萬一你添加新的運算符的時候把原來的運算符的操作程式碼修改錯了

這樣豈不是對項目程式碼很不安全!

所以你可以把所有的運算符分別單獨定義一個類,這樣你就可以隨意添加和修改某一個新的運算符

但是這時候問題又來了,主程式怎麼判斷要建哪一個運算符的對象
所以需要一個Factory類來判斷建什麼對象
在工廠類中,我們使用里氏原則(子類對象賦值給父類變數)。
即:先聲明一個父類對象的變數,根據用戶輸入判斷新建什麼具體的運算符對象

工廠類,只要有一個靜態方法,根據條件的返回一個各種方法的父類對象

程式碼示例

      //聲明Operation基類(使用介面也可以,使用抽象類也可以)      public abstract class Operation      {          private double _numA;          private double _numB;            public double NumA { get; set; }          public double NumB { get; set; }              public abstract double GetResult()        }        //加法運算符       public class OperationAdd : Operation      {          public override double GetResult()          {              double result = 0;              result = this.NumA + this.NumB;              return result;          }      }        //減法運算符       public class OperationSub : Operation      {          public override double GetResult()          {              double result = 0;              result = this.NumA - this.NumB;              return result;          }      }        //乘法運算符       public class OperationMul : Operation      {          public override double GetResult()          {              double result = 0;              result = this.NumA * this.NumB;              return result;          }      }        //除法運算符      public class OperationDiv : Operation      {          public override double GetResult()          {              double result = 0;              if (this.NumB == 0)              {                  throw new Exception("除數不為0!");              }              result = this.NumA / this.NumB;              return result;          }      }          //工廠類       public class OperationFactory      {          public static Operation CreateOperation(string operation)          {              Operation oper = null;              switch (operation)              {                  case "+":                      oper = new OperationAdd();                      break;                  case "-":                      oper = new OperationSub();                      break;                  case "*":                      oper = new OperationMul();                      break;                  case "/":                      oper = new OperationDiv();                      break;              }              return oper;          }      }        //主程式      class Program      {          static void Main(string[] args)          {              try              {                  Console.WriteLine("enter operation");                  string operation = Console.ReadLine();                    Operation oper = OperationFactory.CreateOperation(operation);                    Console.WriteLine("enter a number");                  oper.NumA = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());                    Console.WriteLine("enter another number");                  oper.NumB = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());                    double result = oper.GetResult();                  Console.WriteLine($"運算結果:{result.ToString()}");                  Console.ReadKey();                }              catch (Exception e)              {                    Console.WriteLine("error:" + e.Message);                  Console.ReadKey();              }          }      }  

2.3 程式類圖

shanzm_簡單工廠類圖



3. 總結分析

  • 優點:簡單工廠模式,使用工廠對象創建具體的產品對象,從而使得對象的使用和創建過程進行的分離。

    客戶端不需要關注對象是誰創建的,只要通過工廠中靜態方法就可以直接獲取其需要的對象

  • 缺點:工廠類中需要選擇創建具體某個對象,所以一旦添加新的產品則必須要對工廠中的選擇邏輯進行修改,違背了開閉原則!

  • 適應場合:產品類相對較少的情況,使用簡單工廠創建產品對象,這樣即實現了生產者與消費者的分離,也不會在工廠類中出現太複雜的判斷邏輯!



4. 參考及源碼下載

示例源程式碼下載

設計模式——面向對象的設計原則

《大話設計模式》