C#設計模式簡單工廠模式

1、www.ChinaSA.infoDesign Patterns簡單工廠模式簡單工廠模式劉劉 偉偉 (Sunny)www.ChinaSA.info大綱w 創(chuàng)建型模式w 簡單工廠模式概述w 簡單工廠模式的結構與實現(xiàn)w 簡單工廠模式的應用實例w 創(chuàng)建對象與使用對象w 簡單工廠模式的簡化w 簡單工廠模式的優(yōu)缺點與適用環(huán)境www.ChinaSA.info創(chuàng)建型模式w 創(chuàng)建型模式創(chuàng)建型模式(Creational Pattern)關注對象的創(chuàng)建過程w 創(chuàng)建型模式對類的實例化過程進行了抽象，能夠將軟件模塊中對象的創(chuàng)建和對象的使用分離，對用戶隱藏了類的實例的創(chuàng)建細節(jié)w 創(chuàng)建型模式描述如何將對象的創(chuàng)建和使用分離，

2、讓用戶在使用對象時無須關心對象的創(chuàng)建細節(jié)，從而降低系統(tǒng)的耦合度，讓設計方案更易于修改和擴展www.ChinaSA.info創(chuàng)建型模式w 創(chuàng)建型模式關注點創(chuàng)建什么創(chuàng)建什么(What)由誰創(chuàng)建由誰創(chuàng)建(Who)何時創(chuàng)建何時創(chuàng)建(When)創(chuàng)建對象創(chuàng)建對象使用對象使用對象www.ChinaSA.info創(chuàng)建型模式w 創(chuàng)建型模式一覽表模式名稱模式名稱定定 義義學習難度學習難度使用頻率使用頻率簡單工廠模式簡單工廠模式(Simple Factory Pattern)定義一個工廠類，它可以根據(jù)參數(shù)定義一個工廠類，它可以根據(jù)參數(shù)的不同返回不同類的實例，被創(chuàng)建的不同返回不同類的實例，被創(chuàng)建的實例通常都具有共同的

3、父類。的實例通常都具有共同的父類。工廠方法模式工廠方法模式(Factory Method Pattern)定義一個用于創(chuàng)建對象的接口，但定義一個用于創(chuàng)建對象的接口，但是讓子類決定將哪一個類實例化。是讓子類決定將哪一個類實例化。工廠方法模式讓一個類的實例化延工廠方法模式讓一個類的實例化延遲到其子類。遲到其子類。抽象工廠模式抽象工廠模式(Abstract Factory Pattern)提供一個創(chuàng)建一系列相關或相互依提供一個創(chuàng)建一系列相關或相互依賴對象的接口，而無須指定它們具賴對象的接口，而無須指定它們具體的類。體的類。建造者模式建造者模式(Builder Pattern)將一個復雜對象的構建與它

4、的表示將一個復雜對象的構建與它的表示分離，使得同樣的構建過程可以創(chuàng)分離，使得同樣的構建過程可以創(chuàng)建不同的表示。建不同的表示。原型模式原型模式(Prototype Pattern)使用原型實例指定待創(chuàng)建對象的類使用原型實例指定待創(chuàng)建對象的類型，并且通過復制這個原型來創(chuàng)建型，并且通過復制這個原型來創(chuàng)建新的對象。新的對象。單例模式單例模式(Singleton Pattern)確保一個類只有一個實例，并提供確保一個類只有一個實例，并提供一個全局訪問點來訪問這個唯一實一個全局訪問點來訪問這個唯一實例。例。www.ChinaSA.info簡單工廠模式概述簡單工廠模式示意圖簡單工廠模式示意圖客戶端客戶端工廠

5、工廠產(chǎn)品產(chǎn)品參數(shù)參數(shù)www.ChinaSA.info簡單工廠模式概述w 簡單工廠模式基本實現(xiàn)流程 具體產(chǎn)品類：具體產(chǎn)品類：將需要創(chuàng)建的各種不同產(chǎn)品對象的相關代碼封裝到將需要創(chuàng)建的各種不同產(chǎn)品對象的相關代碼封裝到具體產(chǎn)品類中具體產(chǎn)品類中 抽象產(chǎn)品類：抽象產(chǎn)品類：將具體產(chǎn)品類公共的代碼進行抽象和提取后封裝在將具體產(chǎn)品類公共的代碼進行抽象和提取后封裝在一個抽象產(chǎn)品類中一個抽象產(chǎn)品類中 工廠類：工廠類：提供一個工廠類用于創(chuàng)建各種產(chǎn)品，在工廠類中提供一提供一個工廠類用于創(chuàng)建各種產(chǎn)品，在工廠類中提供一個創(chuàng)建產(chǎn)品的工廠方法，該方法可以根據(jù)所傳入?yún)?shù)的不同創(chuàng)建個創(chuàng)建產(chǎn)品的工廠方法，該方法可以根據(jù)所傳入?yún)?shù)的不

6、同創(chuàng)建不同的具體產(chǎn)品對象不同的具體產(chǎn)品對象 客戶端：客戶端：只需調(diào)用工廠類的工廠方法并傳入相應的參數(shù)即可得到只需調(diào)用工廠類的工廠方法并傳入相應的參數(shù)即可得到一個產(chǎn)品對象一個產(chǎn)品對象if(arg.Equals(A) return new ConcreteProductA();else if(arg.Equals(B) return new ConcreteProductB();else .www.ChinaSA.info簡單工廠模式概述w 簡單工廠模式定義類創(chuàng)建型類創(chuàng)建型模式模式簡單工廠模式簡單工廠模式 (Simple Factory Pattern)：定義一個工廠類，它可以根據(jù)參數(shù)的不同返回不

7、同類的實例根據(jù)參數(shù)的不同返回不同類的實例，被創(chuàng)建的實例通常都具有共同的父類具有共同的父類。www.ChinaSA.info簡單工廠模式概述w 簡單工廠模式定義在簡單工廠模式中用于創(chuàng)建實例的方法通常是在簡單工廠模式中用于創(chuàng)建實例的方法通常是靜態(tài)靜態(tài)(static)方法方法，因此又被稱為，因此又被稱為靜態(tài)工廠方法靜態(tài)工廠方法(Static Factory Method)模式模式要點：要點：如果需要什么，如果需要什么，只需要傳入一個正確的參數(shù)，只需要傳入一個正確的參數(shù)，就可以獲取所需要的對象就可以獲取所需要的對象，而，而無須知道其創(chuàng)建細節(jié)無須知道其創(chuàng)建細節(jié)www.ChinaSA.info簡單工廠模式

8、的結構與實現(xiàn)w 簡單工廠模式結構if(arg.Equals(A) return new ConcreteProductA();else if(arg.Equals(B) return new ConcreteProductB();else .ConcreteProductAProductFactory+ FactoryMethod (string arg).: ProductConcreteProductBwww.ChinaSA.info簡單工廠模式的結構與實現(xiàn)w 簡單工廠模式結構簡單工廠模式包含如下簡單工廠模式包含如下3個角色：個角色： Factory（工廠角色） Product（抽象產(chǎn)品角

9、色） ConcreteProduct（具體產(chǎn)品角色）www.ChinaSA.info簡單工廠模式的結構與實現(xiàn)w 簡單工廠模式實現(xiàn)典型的抽象產(chǎn)品類代碼：典型的抽象產(chǎn)品類代碼：abstract class Product /所有產(chǎn)品類的公共業(yè)務方法所有產(chǎn)品類的公共業(yè)務方法public void MethodSame() /公共方法的實現(xiàn)公共方法的實現(xiàn)/聲明抽象業(yè)務方法聲明抽象業(yè)務方法public abstract void MethodDiff();www.ChinaSA.info簡單工廠模式的結構與實現(xiàn)w 簡單工廠模式實現(xiàn)典型的具體產(chǎn)品類代碼：典型的具體產(chǎn)品類代碼：class ConcreteP

10、roductA : Product /實現(xiàn)業(yè)務方法實現(xiàn)業(yè)務方法 public override void MethodDiff() /業(yè)務方法的實現(xiàn)業(yè)務方法的實現(xiàn) www.ChinaSA.info簡單工廠模式的結構與實現(xiàn)w 簡單工廠模式實現(xiàn)典型的工廠類代碼：典型的工廠類代碼：class Factory /靜態(tài)工廠方法靜態(tài)工廠方法 public static Product GetProduct(string arg) Product product = null; if (arg.Equals(A) product = new ConcreteProductA(); /初始化設置初始化設置pr

11、oduct else if (arg.Equals(B) product = new ConcreteProductB(); /初始化設置初始化設置product return product; www.ChinaSA.info簡單工廠模式的結構與實現(xiàn)w 簡單工廠模式實現(xiàn)典型的客戶端代碼：典型的客戶端代碼：class Program static void Main(string args) Product product; product = Factory.GetProduct(A); /通過工廠類創(chuàng)建產(chǎn)品對象通過工廠類創(chuàng)建產(chǎn)品對象 product.MethodSame(); produc

12、t.MethodDiff(); www.ChinaSA.info簡單工廠模式的應用實例w 實例說明某軟件公司要基于C#語言開發(fā)一套圖表庫，該圖表庫可以為應用系統(tǒng)提供多種不同外觀的圖表，例如柱狀圖(HistogramChart)、餅狀圖(PieChart)、折線圖(LineChart)等。該軟件公司圖表庫設計人員希望為應用系統(tǒng)開發(fā)人員提供一套靈活易用的圖表庫，通過設置不同的參數(shù)即可得到不同類型的圖表，而且可以較為方便地對圖表庫進行擴展，以便能夠在將來增加一些新類型的圖表?，F(xiàn)使用簡單工廠模式來設計該圖表庫。www.ChinaSA.info簡單工廠模式的應用實例w 實例類圖圖表庫結構圖圖表庫結構圖H

13、istogramChart+HistogramChart ()Display ().: voidChart+ Display ().: voidLineChart+LineChart ()Display ().: voidPieChart+PieChart ()Display ().: voidChartFactory+ GetChart (string type).: Chartwww.ChinaSA.info簡單工廠模式的應用實例w 實例代碼 (1) Chart：抽象圖表接口，充當抽象產(chǎn)品類：抽象圖表接口，充當抽象產(chǎn)品類 (2) HistogramChart：柱狀圖類，充當具體產(chǎn)品類：柱狀

14、圖類，充當具體產(chǎn)品類 (3) PieChart：餅狀圖類，充當具體產(chǎn)品類：餅狀圖類，充當具體產(chǎn)品類 (4) LineChart：折線圖類，充當具體產(chǎn)品類：折線圖類，充當具體產(chǎn)品類 (5) ChartFactory：圖表工廠類，充當工廠類：圖表工廠類，充當工廠類 (6) Program：客戶端測試類：客戶端測試類演示演示參考代碼參考代碼 (DesignPatternSimpleFactory)www.ChinaSA.info簡單工廠模式的應用實例w 結果及分析引入引入配置文件配置文件：App.configChart chart;chart = ChartFactory.GetChart(hist

15、ogram); /通過靜態(tài)工廠方法創(chuàng)建產(chǎn)品通過靜態(tài)工廠方法創(chuàng)建產(chǎn)品 using System.Configuration; Chart chart;/讀取配置文件讀取配置文件string chartStr = ConfigurationManager.AppSettingschartType;chart = ChartFactory.GetChart(chartStr); /通過靜態(tài)工廠方法創(chuàng)建產(chǎn)品通過靜態(tài)工廠方法創(chuàng)建產(chǎn)品www.ChinaSA.info創(chuàng)建對象與使用對象w C#語言創(chuàng)建對象的幾種方式使用使用new關鍵字關鍵字直接創(chuàng)建對象直接創(chuàng)建對象通過通過反射機制反射機制創(chuàng)建對象創(chuàng)建對象通過

16、通過克隆方法克隆方法創(chuàng)建對象創(chuàng)建對象通過通過工廠類工廠類創(chuàng)建對象創(chuàng)建對象www.ChinaSA.info創(chuàng)建對象與使用對象w 實例分析使用使用new關鍵字創(chuàng)建對象關鍵字創(chuàng)建對象class Loginprivate UserDAO udao;public Login() udao = new OracleUserDAO(); /創(chuàng)建對象創(chuàng)建對象public void Execute() /其他代碼udao.FindUserById(); /使用對象使用對象/其他代碼若改為若改為SQLServerUserDAO必必須修改源代碼，違背開閉原則須修改源代碼，違背開閉原則www.ChinaSA.info

17、創(chuàng)建對象與使用對象w 實例分析引入工廠類引入工廠類UserDAOFactoryLogin- udao : UserDAO +Login (int arg)Execute ().: voidUserDAO+ FindUserById ().: voidOracleUserDAO+ FindUserById ().: voidSQLServerUserDAO+ FindUserById ().: voidUserDAOFactory+ CreateUserDAO (int arg).: UserDAOudao = UserDAOFactory.CreateUserDAO(arg);if (arg

18、= 0) return new OracleUserDAO();else return new SQLServerUserDAO();udao.FindUserById();www.ChinaSA.info創(chuàng)建對象與使用對象w 實例分析引入工廠類引入工廠類UserDAOFactory 如果UserDAO的某個子類的構造函數(shù)發(fā)生改變或者需要添加或移除不同的子類，只要維護UserDAOFactory的代碼，不會影響到Login 如果UserDAO的接口發(fā)生改變，例如添加、移除方法或改變方法名，只需要修改Login，不會給UserDAOFactory帶來任何影響兩個類A和B之間的關系應該僅僅是A創(chuàng)建

19、B或者是A使用B，而不能兩種關系都有。將對象的創(chuàng)建和使用分離，使得系統(tǒng)更加符合單一職責原則，有利于對功能的復用和系統(tǒng)的維護。www.ChinaSA.info創(chuàng)建對象與使用對象w 將對象的創(chuàng)建與使用分離的其他好處 防止用來實例化一個類的數(shù)據(jù)和代碼在多個類中到處都是防止用來實例化一個類的數(shù)據(jù)和代碼在多個類中到處都是，可以將有關創(chuàng)建的知識搬移到一個工廠類中，可以將有關創(chuàng)建的知識搬移到一個工廠類中，解決代碼重復、解決代碼重復、創(chuàng)建蔓延的問題創(chuàng)建蔓延的問題 構造函數(shù)的名字都與類名相同，從構造函數(shù)和參數(shù)列表中大構造函數(shù)的名字都與類名相同，從構造函數(shù)和參數(shù)列表中大家很難了解不同構造函數(shù)所構造的產(chǎn)品的差異家很

20、難了解不同構造函數(shù)所構造的產(chǎn)品的差異 將對象的將對象的創(chuàng)建過程封裝在工廠類中，可以創(chuàng)建過程封裝在工廠類中，可以提供一系列名字完全不同的提供一系列名字完全不同的工廠方法，每一個工廠方法對應一個構造函數(shù)工廠方法，每一個工廠方法對應一個構造函數(shù)，客戶端可以，客戶端可以以一種更加可讀、易懂的方式來創(chuàng)建對象以一種更加可讀、易懂的方式來創(chuàng)建對象Rectangle+Rectangle (int width, int height)Rectangle (int width).RectangleFactory+CreateRectangle (int width, int height)CreateSquare

21、 (int width).: Rectangle: Rectangle創(chuàng) 建 長 方 形 對 象創(chuàng) 建 正 方 形 對 象www.ChinaSA.info創(chuàng)建對象與使用對象w 何時不需要工廠？無須為系統(tǒng)中的每一個類都配備一個工廠類無須為系統(tǒng)中的每一個類都配備一個工廠類如果一個類很簡單，而且如果一個類很簡單，而且不存在太多變化不存在太多變化，其構造過其構造過程也很簡單程也很簡單，此時就無須為其提供工廠類，直接在使，此時就無須為其提供工廠類，直接在使用之前實例化即可用之前實例化即可否則會導致工廠泛濫，增加系統(tǒng)的復雜度否則會導致工廠泛濫，增加系統(tǒng)的復雜度例如：例如：string類類www.ChinaSA.info簡單工廠模式的簡化w 將抽象產(chǎn)品類和工廠類合并，將靜態(tài)工廠方法移至抽象產(chǎn)品類中ConcreteProductAProduct+ FactoryMethod (string arg).: ProductConcreteProductBwww.ChinaSA.info簡單工廠模式的優(yōu)缺點與適用環(huán)境w 模式優(yōu)點實現(xiàn)了實現(xiàn)了對