简单工厂模式、工厂方法模式

简单工厂模式：创建型模式

   也叫静态工厂模式，它是用来实例化目标类的静态类。一个Simple Factory生产成品，而对客户端隐藏产品生产的细节，实际上是定义一个产品接口，并透过特定静态方法来建立成品。
   就是由一个工厂类根据传入的参数决定创建出哪一种产品类的实例。一个工厂类封装了所有类的实例化。在程序设计中不涉及到具体子类，达到封装效果，也就减少错误修改的机会；如：具体事情做的越多，越容易犯错误，相反，官做得越高，说出的话越抽象，犯错误的可能性就越少。

   简单工厂模式根据提供给它的数据，返回几个可能类中的一个类的实例，通常它返回的类都有一个共同的父类和共同的方法，但每个方法执行的任务不同，而且根据不同的数据进行了优化；专门负责将大量有共同接口的类实例化，而且不必事先知道每次实例化哪一个类。简单工厂模式实际上不属于23个GoF模式，但可以作为学习工厂方法模式的引导。

简单工厂模式的结构：

  工厂类角色：工厂类在客户端的直接控制下创建产品对象。
  抽象产品角色：定义简单工厂创建的对象的父类或它们共同拥有的接口。可以是一个类、抽象类或接口。
  具体产品角色：定义工厂具体加工出的对象。

示例：

class Product
    {

    }

    class ProductA : Product
    {
        public ProductA()
        {
            Console.WriteLine("ProductA类型对象");
        }
    }

    class ProductB : Product
    {
        public ProductB()
        {
            Console.WriteLine("ProductB类型对象");
        }
    }

    /// <summary>
    /// 简单工厂类，知道对象创建的细节，新增加产品时，需要修改此类，违反“开闭原则”，与产品对象的具体类耦合度高，不利于扩展
    /// </summary>
    class Factory
    {
        /// <summary>
        /// 根据传入的参数创建对象,在后期扩展时，需要修改此方法
        /// </summary>
        /// <param name="productName"></param>
        /// <returns></returns>
        public static Product CreateProduct(string productName)
        {
            switch (productName)
            {
                case "A":
                    return new ProductA();

                case "B":
                    return new ProductB();
            }

            return null;
        }
    }

 

工厂方法模式：创建型模式

    在软件系统中，经常面临“某个对象”的创建工作，由于需求的变化，这个对象（具体实现）经常面临剧烈变化，但它却有比较稳定的接口。如何应对？有没有一种封装机制来隔离这种变化，从而保持系统中“其它依赖该对象的对象”不随着需求的变化而变化呢？这就是要说的FactoryMethod模式了。
    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。工厂方法模式使得一个类的实例化延迟到子类。

使用接口方式实现工厂方法模式，示例：

class Product
    {

    }

    class AppleProduct : Product
    {
        public AppleProduct()
        {
            Console.WriteLine("AppleProduct类型对象");
        }
    }

    class PearProduct : Product
    {
        public PearProduct()
        {
            Console.WriteLine("PearProduct类型对象");
        }
    }

    class CarProduct : Product
    {
        public CarProduct()
        {
            Console.WriteLine("CarProduct类型对象");
        }
    }

    class AirplaneProduct : Product
    {
        public AirplaneProduct()
        {
            Console.WriteLine("AirplaneProduct类型对象");
        }
    }

    /// <summary>
    /// 工厂创建产品对象的方法接口
    /// </summary>
    interface IProductFactoryable
    {
        /// <summary>
        /// 创建产品对象
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        Product CreateProduct(string productName);
    }

    /// <summary>
    /// 生产水果的工厂，可以扩展工厂
    /// </summary>
    class FruitFactory : IProductFactoryable
    {
        /// <summary>
        /// 根据传入的参数创建对象,在后期扩展时，需要修改此方法
        /// </summary>
        /// <param name="productName"></param>
        /// <returns></returns>
        public Product CreateProduct(string productName)
        {
            switch (productName)
            {
                case "Apple":
                    return new AppleProduct();

                case "Pear":
                    return new PearProduct();
            }

            return null;
        }
    }

    /// <summary>
    /// 生产交通工具的工厂，可以扩展工厂
    /// </summary>
    class TrafficFactory : IProductFactoryable
    {
        /// <summary>
        /// 根据传入的参数创建对象,在后期扩展时，需要修改此方法
        /// </summary>
        /// <param name="productName"></param>
        /// <returns></returns>
        public Product CreateProduct(string productName)
        {
            switch (productName)
            {
                case "Car":
                    return new CarProduct();

                case "Airplane":
                    return new AirplaneProduct();
            }

            return null;
        }
    }

 使用抽象类方式实现工厂方法模式，示例：

class Product
    {

    }

    class AppleProduct : Product
    {
        public AppleProduct()
        {
            Console.WriteLine("AppleProduct类型对象");
        }
    }

    class PearProduct : Product
    {
        public PearProduct()
        {
            Console.WriteLine("PearProduct类型对象");
        }
    }

    class CarProduct : Product
    {
        public CarProduct()
        {
            Console.WriteLine("CarProduct类型对象");
        }
    }

    class AirplaneProduct : Product
    {
        public AirplaneProduct()
        {
            Console.WriteLine("AirplaneProduct类型对象");
        }
    }

    /// <summary>
    /// 工厂创建产品对象抽象类
    /// </summary>
     abstract class ProductFactory
    {
        //工厂方法创建产品对象
        public Product MethodFactory( string productName)
        {
            return this.CreateProduct(productName);
        }
        /// <summary>
        /// 创建产品对象
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
       protected abstract Product CreateProduct(string productName);
    }



    /// <summary>
    /// 生产水果的工厂，可以扩展工厂
    /// </summary>
    class FruitFactory : ProductFactory
    {
        /// <summary>
        /// 根据传入的参数创建对象,在后期扩展时，需要修改此方法
        /// </summary>
        /// <param name="productName"></param>
        /// <returns></returns>
        protected override Product CreateProduct(string productName)
        {
            switch (productName)
            {
                case "Apple":
                    return new AppleProduct();

                case "Pear":
                    return new PearProduct();
            }

            return null;
        }
    }

    /// <summary>
    /// 生产交通工具的工厂，可以扩展工厂
    /// </summary>
    class TrafficFactory : ProductFactory
    {
        /// <summary>
        /// 根据传入的参数创建对象,在后期扩展时，需要修改此方法
        /// </summary>
        /// <param name="productName"></param>
        /// <returns></returns>
        protected override Product CreateProduct(string productName)
        {
            //Print();
            switch (productName)
            {
                case "Car":
                    return new CarProduct();

                case "Airplane":
                    return new AirplaneProduct();
            }       

            return null;
        }

        private void Print()
        {
            Console.WriteLine("打印飞机");
        }
    }

调用：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //简单工厂模式
            //Product pp = Factory.CreateProduct("A");
            //Console.WriteLine(pp.GetType().Name);
            //pp = Factory.CreateProduct("B");
            //Console.WriteLine(pp.GetType().Name);

            //工厂方法模式一
            //IProductFactoryable fac = new FruitFactory();
           // Product fruit=fac.CreateProduct("Apple");
            //Console.WriteLine(fruit.GetType().Name);
            // fruit = fac.CreateProduct("Pear");
            // Console.WriteLine(fruit.GetType().Name);

            //工厂方法模式二
            ProductFactory fac = new FruitFactory();
            Product fruit = fac.MethodFactory("Apple");
            Console.WriteLine(fruit.GetType().Name);
            fruit = fac.MethodFactory("Pear");
            Console.WriteLine(fruit.GetType().Name);

            ProductFactory fac1 = new TrafficFactory();
            Product traffic = fac1.MethodFactory("Car");
            Console.WriteLine(traffic.GetType().Name);
            traffic = fac1.MethodFactory("Airplane");
            Console.WriteLine(traffic.GetType().Name);

            Console.Read();
        }
    }

 

简单工厂模式的不足

    在简单工厂中，只提供了一个工厂类，该工厂类处于对产品类进行实例化的中心位置，它知道每一个产品对象的创建细节，并决定实例化哪一个产品类。简单工厂模式最大的缺点就是当有新产品要加入到系统中时，必须修改工厂类，加入必要的逻辑，这违背了“开闭原则”；在简单工厂模式中，所有的产品都是由同一个工厂创建，工厂类职责较重，业务逻辑复杂，具体产品与工厂类之间的耦合度高，严重影响了系统的灵活性和扩展性，而工厂方法模式则可以很好的解决这一问题。

工厂方法模式的优缺点：

   优点：在工厂方法模式中，工厂方法用来创建客户所需要的产品，同时还向客户隐藏哪种具体产品类将被实例化这一细节，用户只需要关心所需产品对应的工厂，无需关心创建细节，甚至无须知道具体产品类的类名。
   基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键，它能够使工厂可以自主确定创建何种产品对象，而如何创建这个对象的细节则完全封装在具体工厂内部；工厂方法模式之又称为多态工厂模式，是因为所有的具体工厂类都具有同一个抽象父类。
   使用工厂方法模式的另一个优点是在系统中加入新产品时，无须修改抽象工厂类和抽象产品类提供的接口，也无须修改其它的具体工厂类和产品类，而只要添加一个具体工厂和具体产品就可以了；这样，系统的可扩展性也就变得非常好，完全符合“开闭原则”。

缺点：在添加新品时，需要编写新的具体产品类及与之对应的工厂类，系统中类的个数将成对增加，在一定程序上增加了系统的复杂度，有更多的类需要编译和运行，会给系统带来一些额外的开销。由于考虑到系统的扩展性，需要引入抽象层，在客户端代码中均使用抽象层进行定义，增加了系统的抽象性和理解难度，且在实现时可能需要用到DOM、反射等技术，增加了系统的实现难度。

工厂方法适用场景：

   一个类不知道它所需要的具体对象类：在工厂方法模式中，客户端不需要知道具体产品类的类名，只需要知道所对应的工厂即可，具体的产品对象由具体工厂类创建；客户端需要知道创建具体产品对象的工厂类。

   一个类通过其子类来指定创建个对象：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，而由其子类来确定创建哪个对象，利用面向对象的多态性和里氏替换原则，在程序运行时，子类对将覆盖父类对象，从而使得系统更易扩展。

   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，可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。