设计模式之工厂方法模式（代码用Objective-C展示）

前面一篇展示了一个简单工厂模式，这一篇主要是对比，工厂方法模式比简单工厂模式好在哪里？为什么要用这个模式？这个模式的精髓在哪里？

就以计算器为例，结果图如下：

加减乘除运算都是继承自基类运算类，然后工厂类来调用这些运算，创建相应的对象，从而进行操作，oc代码如下：

基类：

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface ZYCount : NSObject
@property (nonatomic, assign) double numberA;
@property (nonatomic, assign) double numberB;
- (instancetype)initWithNumberA:(double)numberA numberB:(double)numberB;

/**
 *  由于不知道子类的具体运算，所以，这个方法交给子类去实现即可（又由于此方法，所有子类都会有此一次运算，而不是某个子类所特有的，所以放到基类里最合适）
 *
 */
- (double)resultForCount;
@end

#import "ZYCount.h"

@interface ZYCount ()
@end

@implementation ZYCount
- (instancetype)initWithNumberA:(double)numberA numberB:(double)numberB
{
    if (self = [super init]) {
        _numberA = numberA;
        _numberB = numberB;
    }
    return self;
}

@end

加法类：

#import "ZYCount.h"

@interface ZYCountAdd : ZYCount
@end

#import "ZYCountAdd.h"

@implementation ZYCountAdd
- (double)resultForCount
{
    return self.numberA + self.numberB;
}
@end

减法类：

#import "ZYCount.h"

@interface ZYCountSubtractor : ZYCount

@end

#import "ZYCountSubtractor.h"

@implementation ZYCountSubtractor
- (double)resultForCount
{
    return self.numberA - self.numberB;
}
@end

乘法类：

#import "ZYCount.h"

@interface ZYCountMuli : ZYCount

@end

#import "ZYCountMuli.h"

@implementation ZYCountMuli
- (double)resultForCount
{
    return self.numberA * self.numberB;
}
@end

除法类：

#import "ZYCount.h"

@interface ZYCountDivision : ZYCount

@end

#import "ZYCountDivision.h"

@implementation ZYCountDivision
- (double)resultForCount
{
    if (self.numberB == 0) {
        NSLog(@"除数为0，产出错误");
        return 0;
    }
    return self.numberA / self.numberB;
}
@end

工具类：

#import <Foundation/Foundation.h>

@class ZYCount;

@interface ZYCountTool : NSObject
+ (ZYCount *)creatCountForOperation:(NSString *)operationStr;
@end

#import "ZYCountTool.h"
#import "ZYCountAdd.h"
#import "ZYCountSubtractor.h"
#import "ZYCountMuli.h"
#import "ZYCountDivision.h"
@implementation ZYCountTool
+ (ZYCount *)creatCountForOperation:(NSString *)operationStr
{
    if ([operationStr isEqualToString:@"+"]) {
        return [[ZYCountAdd alloc] init];
    }
    else if ([operationStr isEqualToString:@"-"]) {
        return [[ZYCountSubtractor alloc] init];
    }
    else if ([operationStr isEqualToString:@"*"]) {
        return [[ZYCountMuli alloc] init];
    }

    return [[ZYCountDivision alloc] init];
}
@end

viewController里面的代码：

#import "ViewController.h"
#import "ZYCountAdd.h"
#import "ZYCountSubtractor.h"
#import "ZYCountMuli.h"
#import "ZYCountDivision.h"
#import "ZYCountTool.h"
@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.

    ZYCountAdd *p = (ZYCountAdd *)[ZYCountTool creatCountForOperation:@"+"];
    p.numberA = 10;
    p.numberB = 20;
    NSLog(@"%lf",[p resultForCount]);
}

@end

从这样的结构来看，可以知道，当我想要增加需求，比如说，其m的n次方的时候，需要增加一个运算类的子类，然后还需要更改工具类里面的代码，使得其支持这样新的运算对象的生成。这样，不仅扩展是开放的，修改也开放了，违背了，“开放-封闭原则”。

而采用工厂方法模式，可以解决这个问题。除了viewController里面代码和工厂类的代码需要改动，运算类的代码是一样的

改动代码如下：

#import <Foundation/Foundation.h>

@class ZYCount;

@interface ZYCountTool : NSObject
+ (ZYCount *)createOperation;
@end

#import "ZYCountTool.h"
@implementation ZYCountTool
@end

#import "ZYCountTool.h"

@interface ZYAddTool : ZYCountTool

@end

#import "ZYAddTool.h"
#import "ZYCountAdd.h"

@implementation ZYAddTool
+ (ZYCount *)createOperation
{
    return [[ZYCountAdd alloc] init];
}
@end

#import "ZYCountTool.h"

@interface ZYSubtractorTool : ZYCountTool

@end

#import "ZYSubtractorTool.h"
#import "ZYCountSubtractor.h"
@implementation ZYSubtractorTool
+ (ZYCount *)createOperation
{
    return [[ZYCountSubtractor alloc] init];
}
@end

#import "ZYCountTool.h"

@interface ZYMuliTool : ZYCountTool

@end

#import "ZYMuliTool.h"
#import "ZYCountMuli.h"
@implementation ZYMuliTool
+ (ZYCount *)createOperation
{
    return [[ZYCountMuli alloc] init];
}
@end

#import "ZYCountTool.h"

@interface ZYDivisionTool : ZYCountTool

@end

#import "ZYDivisionTool.h"
#import "ZYCountDivision.h"

@implementation ZYDivisionTool
+ (ZYCount *)createOperation
{
    return [[ZYCountDivision alloc] init];
}
@end

viewController里面的代码：

#import "ViewController.h"
#import "ZYCountAdd.h"
#import "ZYCountSubtractor.h"
#import "ZYCountMuli.h"
#import "ZYCountDivision.h"
#import "ZYCountTool.h"
#import "ZYAddTool.h"
@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    ZYCountAdd *p = (ZYCountAdd *)[ZYAddTool createOperation];
    p.numberA = 10;
    p.numberB = 20;
    NSLog(@"%lf",[p resultForCount]);
}

@end

以这样的模式来设计运算操作的代码，可以清楚的得知，当需要增加一个m的n次方的运算时，只需要继承运算类增加一个子类，继承工具类增加一个子类，就可以轻松实现了，从而避免的简单工厂里面那种要去修改工具类的方法，也就符合了开放-封闭原则(ocp)。

仔细观察就会发现，工厂方法模式实现时，客户端需要决定实例化哪一个工厂来实现运算类，选择判断的问题还是存在的，也就是说，工厂方法把简单工厂的内部逻辑判断转移到了viewController里面来进行，你想要增加功能，本来是修改工厂类的，而现在时修改viewController。

那么还是要修改viewController？尽管换成其他运算类，还是要修改，但是只需修改一处就可以了，比简单工厂方法好很多了。

工厂方法模式客服了简单工厂模式中违背开放-封闭原则的缺点，又保持了封装对象创建过程的优点。工厂方法是简单工厂模式的进一步抽象和推广，由于使用多态性，工厂模式保持了简单工厂模式的优点，而客服了它的缺点。但缺点就是每增加一个产品，就需要增加一个产品工厂类，增加了额外的开发量。（解决方案，后续有...）