工厂模式——（Head first设计模式4）

所谓工厂，肯定是和生产有关。工厂模式主要包括工厂方法模式和抽象工厂模式，有些人把简单工厂也作为一种模式，在本文我分别讨论简单工厂模式，工厂方法模式，抽象工厂模式。这些模式中同样也和生产有关。接下来，我们来看看各种工厂的特点。

简单工厂模式

上面说了只是有些人把简单工厂看做是设计模式，其实是一种编程习惯，无论是否是设计模式，本文将先看看其用法，然后简单给出其类图，最后说出其特点。

本节将面对多种比萨，先看看当顾客需要一个比萨时的过程：

1.根据类型，制作一个比萨形状。2.然后进行烘烤3.切4.打包

如果不熟悉的话，完全可以把其想想成面包的做法。

当顾客根据自己的需求要一个比萨时，用代码模拟这个过程如下:

public  class Pizza
    {
       public void bake() { }
       public void cut() { }
       public void box() { }
    }
    public class CheesePizza:Pizza
    {
        public CheesePizza()
        { }
    }
    public class GreekPizza : Pizza
    {
        public GreekPizza(){}
    }
    public class PepperoniPizza:Pizza
    {
        public PepperoniPizza() { }
    }
    public  class Store
    {
      public  Pizza OrderPizza(string type)
        {
            Pizza pizza = null;
            if (type=="Cheese")
            {
                pizza = new CheesePizza();
            }
            else if (type=="Greek")
            {
                pizza = new GreekPizza();
            }
            else if (type == "Pepperoni")
            {
                pizza = new PepperoniPizza();
            }
            pizza.bake();
            pizza.cut();
            pizza.box();
            return pizza;
        }
    }

以上的设计方法和我们的以前提到的过的原则（找出经常变化的部分，抽象成类），很明显在if else 的地方发生经常性变化。

接下来就把if else 放到一个类中。修改后的代码

public  class Store
{
  public  Pizza OrderPizza(string type)
    {
        Pizza pizza = null;
        //if (type=="Cheese")
        //{
        //    pizza = new CheesePizza();
        //}
        //else if (type=="Greek")
        //{
        //    pizza = new GreekPizza();
        //}
        //else if (type == "Pepperoni")
        //{
        //    pizza = new PepperoniPizza();
        //}
        SimpleFactory factory = new SimpleFactory();
        pizza =factory.CreatePizza(type);
        pizza.bake();
        pizza.cut();
        pizza.box();
        return pizza;
    }
}

public class SimpleFactory
{
    public Pizza CreatePizza(string type)
    {
        Pizza pizza = null;
        if (type == "Cheese")
        {
            pizza = new CheesePizza();
        }
        else if (type == "Greek")
        {
            pizza = new GreekPizza();
        }
        else if (type == "Pepperoni")
        {
            pizza = new PepperoniPizza();
        }
        return pizza;
    }
}

这样的话，就可以遵循了把变化的部分抽象成一个类。下次需要变化，只需要对变化的类的部分做修改即可。下面给出其UML图。

简单工厂的目的，主要负责实现生产对象的细节，根据订单来生产。每一个商店有对应着自己的工厂。在此，可以将OrderPizza是工厂的一个客户，当然还可以是其他类似的方法，比如PizzaShopMenu也可以是工厂的客户。客户就是为了获取工厂生成的对象。前者是为了卖给people，后者是为了使用Pizza类获取其描述和价格等。这样遵循了找出变化的部分，将其封装到一个类中的原则，从而到达了复用的目的。

简单工厂之所以简单是因为它只根据需要，来生产出来指定的Pizza。特点：所有的产品都由一个工厂来生产。

接下来我们来看看工厂方法的实现。

工厂方法模式

如果是有多个商店，各个商店对于相同名字的pizza都有自己的生成方法。而且，除了生成方法不一样，其他的烘烤，切，打包，都是使用一样的步骤。下面就该我们的工厂方法模式出厂了。

由于生产pizza的方法决定于各个商店，不妨假设有两个商店。其公共的基类，应该有一个抽象的生产方法，具体的生产方法决定于商店。其UML类图如下：

上面的PizzaStore是一个抽象类，该类具有一个CreatePizza的抽象方法，真正实现的是具体的商店。

除了有多种商店，每个商店有多种Pizza类，而且是Pizza名是相同的，只是地区不一样，下面Pizza类的命名方式为：地区+Pizza名，其UML类图为：

商店和pizza的大致联系如下图:

在工厂方法中，使用了一个重要的原则：

原则五：依赖倒置：依赖于抽象，不要依赖于具体类

如果没有使用上述原则，而是直接让店铺依赖于每个Pizza类。

如果Pizza的实现变化了，就必须改变PizzaStore。每增加一个Pizza都会增加一个依赖。如果使用工厂方法设计模式的话，其依赖于抽象，不依赖与具体类。我们可以抽象出一个Pizza类，让所有商店以及所有的Pizza类来依赖它。这里涉及到一个依赖倒置的另一种解释，高层组件和底层组件都依赖于抽象。而不依赖与具体的实现，高层组件是有底层组件的方法构建 而成的。PizzaStore是由Pizza的Bake，Cut，Box方法构建。那么根据这个原则其大致图为：

这样的设计方法，对于任何添加新的Pizza种类，不会影响到PizzaStore。从而实现了松耦合的效果。

工厂方法和简单工厂设计模式的区别：简单工厂设计模式，只有一个工厂，每次增加新类，都需要修改SimpleFactory的代码，不能对工厂的创建方式进行分类管理，全部都由一个工厂制作。工厂方法，可以对工厂进行扩展，也就是可以对Pizza类分类管理，可以由不同的工厂去创建，更加灵活。

这个好比，简单工厂只有可以看成商店只有一家供应商，需要什么样子的产品，直接给工厂说，工厂如果没有的话要不然制造出来对象，要不然告诉供应商，我不能创建。工厂方法可以看成商店有多个供应商，需要的产品，可以有多重选择。

下面给出工厂方法的测试代码：

PizzaStore store = new NYPizzaStore();
store.OrderPizza("Greek");
store.OrderPizza("Cheese");

store = new ChicagoPizzaStore();
store.OrderPizza("Greek");
store.OrderPizza("Cheese");

抽象工厂模式

抽象工厂模式的定义：抽象工厂模式提供了一个接口，用于创建相关或依赖对象的家族，而不需要明确指定具体的类。

定义感觉还真有些抽象，下面就把他易于理解化。

抽象工厂允许客户使用抽象的接口来创建一组相关的产品，而不需要知道实际的具体产品是什么。这样客户就从具体的产品中被解耦了。

下面就来看个关于南北方饮食的差异：

主食分别是北方风味和南方风味。无论是南方味道还是北方味道，其都包括主食和调料：北方主要是以面食和辣椒为主，南方主要是以大米和糖为主。

下面就使用抽象工厂来抽象两个接口，分别是主食和调料，对应还有两种风味。

接下来是调料和事务的对应实现：

接下来看看其联系

在上图中，AbstractFactory接口定义了两个方法来分别获得调料和主食。下面的南北风味是可以看出其具体实现。

这样就可以在前台查看风味的主食和调料就不用关心具体的实现。直接调用其Create方法就行了。

测试代码：

class Program
   {
       static void Main(string[] args)
       {
           Console.WriteLine("南方风味：");
           AbstractFactory factory = new SouthFood();
           Food food = factory.CreateFood();
           Console.WriteLine(food.Name);
           Condiment condiment = factory.CreateCondiment();
           Console.WriteLine(condiment.Name);

Console.WriteLine("北方风味：");
           AbstractFactory factory2 = new NouthFood();
           Food food2 = factory2.CreateFood();
           Console.WriteLine(food2.Name);
           Condiment condiment2 = factory2.CreateCondiment();
           Console.WriteLine(condiment2.Name);
           Console.ReadKey();
       }
   }

从该实例，可以看出抽象工厂是定义了多类产品。工厂方法是一个对象有多种做法，所以在抽象工厂中可以使用多个工厂方法。如果理解了工厂方法，那么抽象工厂应该更好理解些。

抽象工厂是单个接口定义了多个方法，所以具体的工厂肯定都要实现创建方法。

源码

FactoryPattern.zip