用C# (.NET Core) 实现抽象工厂设计模式
程序员文章站
2022-04-28 09:58:48
本文的概念性内容来自深入浅出设计模式一书. 上一篇文章讲了简单工厂和工厂方法设计模式 http://www.cnblogs.com/cgzl/p/8760250.html, 使用的是披萨店的例子. 文将继续使用这个例子, 这里要用到抽象工厂. 披萨店的需求变更 现在披萨店在各地授权了很多连锁分店, ......
本文的概念性内容来自深入浅出设计模式一书.
上一篇文章讲了简单工厂和工厂方法设计模式 http://www.cnblogs.com/cgzl/p/8760250.html, 使用的是披萨店的例子.
文将继续使用这个例子, 这里要用到抽象工厂.
披萨店的需求变更
现在披萨店在各地授权了很多连锁分店, 但是有的分店偷工减料, 使用劣质原料代替标准原料.
披萨店老板现在就是想解决这个问题.
原料的一致性问题
首先如何保证原料的质量问题? 可以建立一个工厂生产原料, 然后把原料分发到各地的授权店.
然后还有一个原料的一致性问题, 例如纽约的番茄酱和芝加哥的番茄酱可能有点不同, 所以它们各自需要一套原料.
也就是说各地的披萨是使用相同的原料, 但是每种原料在各地可能会存在差异(不同的实现).
这就是纽约, 芝加哥和加州各自的原料家族.
建立原料工厂
接下来就是建立原料工厂, 这些工厂将负责为各自的家族(地点)创建原料.
首先是工厂的接口:
然后我们要做下面这些内容:
- 为每个地区创建一个工厂 (实现PizzaIngredientFactory接口及其方法)
- 实现一些原料的类, 它们可以呗工厂使用, 其中某些原料可以跨地区共享
- 最后我们把上面这些整合到PizzaStore里面.
纽约的原料工厂:
就是实现接口, 返回本地需要的原料而已.
修改Pizza抽象类:
这里我们把Prepare()方法(准备原料)改成抽象的了, 其它的保持不变.
接下来需要为各地创建不同风格的披萨了. 现在各地披萨店的原料都是从工厂送来的, 就不能使用劣质原料代替了.
之前使用工厂方法模式时, 我们为每个地点创建了不同风格的披萨, 例如 NYCheesePizza, ChicagoCheesePizza. 你可以看一下这两个类, 它们里面只有原料部分(都是同样的原料, 但是各地风格不同)是不同的.
所以实际上, 我们不需要为每个地点创建不同风格的披萨, 原料工厂将会替我们处理各地风格披萨原料不同这种情况.
例如奶酪披萨只需要一个类就可以:
为了创建奶酪披萨, 在其构造函数里面传入原料工厂为它提供原料即可.
在prepare()方法里面准备的原料都是工厂来提供的.
使用哪些地区/风格的原料由工厂决定, 披萨类本身并不关心, 它只需知道怎么制作披萨就行.
这样披萨类和各地区的原材料就解耦了.
综上, 就是一句话:
原料由工厂提供.
可以再看看另外一个披萨的例子:
修改各地的披萨店
纽约的披萨店现在和纽约的原料工厂组合在一起, 这样它就可以产出纽约风格的披萨了.
在创建披萨的时候把原料工厂传进去为披萨提供原料.
到目前位置, 我们做了什么?
我们提供了一种可以为披萨提供一族原料的工厂, 这个工厂就叫做抽象工厂.
抽象工厂为创建某一家族的产品提供接口(interface), 针对这个接口编程, 就可以实现从具体生产产品的工厂解耦.
这样做就允许我们为不同的上下文使用不同实现的工厂了.
因为我们的代码是从实际产品解耦的, 我们就可以通过替换工厂来取得不同风格的产品了.
梳理一下整个流程
1. 创建纽约的披萨店:
2. 下订单买披萨
3. orderPizza方法调用创建披萨的方法:
到这, 代码都没有变化.
4.创建披萨的时候, 使用原料工厂:
5. 披萨的准备工序里是由工厂来提供原料:
6. 按照其他工序加工并返回披萨.
抽象工厂定义
抽象工厂设计模式提供了一个接口, 这个接口可以创建一族相关或依赖的对象而无需指明它们具体的类.
下面是类图:
对应披萨店的图:
工厂方法和抽象工厂的比较
工厂方法是通过继承来实现创建对象工作的. 而抽象工厂则是通过组合的方法.
工厂方法是让子类来创建对象, 客户只需要知道抽象类, 子类做具体的实现, 解耦.
抽象工厂提供了一个可以创建一族产品的抽象类, 这个类的实现类/子类决定产品是如何产出的, 也是解耦.
抽象工厂的优点是: 可以创建一族相关的产品. 缺点是它的接口比较大, 如果添加产品了需要改接口.
而工厂方法只负责生产一个产品.
抽象工厂也经常使用工厂方法来实现具体的工厂.
而工厂方法也经常使用抽象的创造者, 它来使用子类创造出的具体产品.
工厂方法:
抽象工厂:
总结
C#/.NET Core代码实现
原料接口:
namespace AbstractFactoryPattern.Abstractions
{
public interface IGredient
{
string Name { get; }
}
}
namespace AbstractFactoryPattern.Abstractions
{
public interface ICheese: IGredient
{
}
}
namespace AbstractFactoryPattern.Abstractions
{
public interface IClams: IGredient
{
}
}
namespace AbstractFactoryPattern.Abstractions
{
public interface IDough: IGredient
{
}
}
namespace AbstractFactoryPattern.Abstractions
{
public interface ISauce: IGredient
{
}
}
原料工厂接口:
namespace AbstractFactoryPattern.Abstractions
{
public interface IPizzaIngredientFactory
{
IDough CreateDough();
ICheese CreateCheese();
IClams CreateClams();
ISauce CreateSauce();
}
}
披萨店抽象类:
namespace AbstractFactoryPattern.Abstractions
{
public abstract class PizzaStore
{
public Pizza OrderPizza(string type)
{
var pizza = CreatePizza(type);
pizza.Prepare();
pizza.Bake();
pizza.Cut();
pizza.Box();
return pizza;
}
protected abstract Pizza CreatePizza(string type);
}
}
披萨抽象类:
using System;
namespace AbstractFactoryPattern.Abstractions
{
public abstract class Pizza
{
public string Name { get; set; }
public IDough Dough { get; protected set; }
public ISauce Sauce { get; protected set; }
public ICheese Cheese { get; protected set; }
public IClams Clams { get; protected set; }
public abstract void Prepare();
public void Bake()
{
Console.WriteLine("Bake for 25 minutes");
}
public void Cut()
{
Console.WriteLine("Cutting the pizza into diagnol slices");
}
public void Box()
{
Console.WriteLine("Placing pizza in official PizzaStore box......");
}
}
}
具体原料:
using AbstractFactoryPattern.Abstractions;
namespace AbstractFactoryPattern.Ingredients
{
public class FreshClams : IClams
{
public string Name { get; } = "Fresh Clams";
}
}
using AbstractFactoryPattern.Abstractions;
namespace AbstractFactoryPattern.Ingredients
{
public class FrozenClams: IClams
{
public string Name { get; } = "Frozen Clams";
}
}
using AbstractFactoryPattern.Abstractions;
namespace AbstractFactoryPattern.Ingredients
{
public class MarinaraSauce: ISauce
{
public string Name { get; } = "Marinara Sauce";
}
}
using AbstractFactoryPattern.Abstractions;
namespace AbstractFactoryPattern.Ingredients
{
public class MozzarellaCheese: ICheese
{
public string Name { get; } = "Mozzarella Cheese";
}
}
using AbstractFactoryPattern.Abstractions;
namespace AbstractFactoryPattern.Ingredients
{
public class PlumTomatoSauce : ISauce
{
public string Name { get; } = "Plum Tomato Sauce";
}
}
using AbstractFactoryPattern.Abstractions;
namespace AbstractFactoryPattern.Ingredients
{
public class ReggianoCheese : ICheese
{
public string Name { get; } = "Reggiano Cheese";
}
}
using AbstractFactoryPattern.Abstractions;
namespace AbstractFactoryPattern.Ingredients
{
public class ThickCrustDough: IDough
{
public string Name { get; } = "Thick Crust Dough";
}
}
using AbstractFactoryPattern.Abstractions;
namespace AbstractFactoryPattern.Ingredients
{
public class ThinCrustDough: IDough
{
public string Name { get; } = "Thin Crust Dough";
}
}
具体披萨:
using System;
using AbstractFactoryPattern.Abstractions;
namespace AbstractFactoryPattern.ConcreteProducts
{
public class CheesePizza: Pizza
{
private readonly IPizzaIngredientFactory _pizzaIngredientFactory;
public CheesePizza(IPizzaIngredientFactory pizzaIngredientFactory)
{
_pizzaIngredientFactory = pizzaIngredientFactory;
}
public override void Prepare()
{
Console.WriteLine($"Preparing: {Name}");
Dough = _pizzaIngredientFactory.CreateDough();
Sauce = _pizzaIngredientFactory.CreateSauce();
Clams = _pizzaIngredientFactory.CreateClams();
Cheese = _pizzaIngredientFactory.CreateCheese();
Console.WriteLine($" {Dough.Name}");
Console.WriteLine($" {Sauce.Name}");
Console.WriteLine($" {Clams.Name}");
Console.WriteLine($" {Cheese.Name}");
}
}
}
using System;
using AbstractFactoryPattern.Abstractions;
namespace AbstractFactoryPattern.ConcreteProducts
{
public class ClamsPizza : Pizza
{
private readonly IPizzaIngredientFactory _pizzaIngredientFactory;
public ClamsPizza(IPizzaIngredientFactory pizzaIngredientFactory)
{
_pizzaIngredientFactory = pizzaIngredientFactory;
}
public override void Prepare()
{
Console.WriteLine($"Preparing: {Name}");
Dough = _pizzaIngredientFactory.CreateDough();
Sauce = _pizzaIngredientFactory.CreateSauce();
Clams = _pizzaIngredientFactory.CreateClams();
Console.WriteLine($" {Dough.Name}");
Console.WriteLine($" {Sauce.Name}");
Console.WriteLine($" {Clams.Name}");
}
}
}
各地原料工厂:
using AbstractFactoryPattern.Abstractions;
using AbstractFactoryPattern.Ingredients;
namespace AbstractFactoryPattern.ConcreteFactories
{
public class ChicagoPizzaIngredientFactory: IPizzaIngredientFactory
{
public IDough CreateDough()
{
return new ThinCrustDough();
}
public ICheese CreateCheese()
{
return new ReggianoCheese();
}
public IClams CreateClams()
{
return new FrozenClams();
}
public ISauce CreateSauce()
{
return new PlumTomatoSauce();
}
}
}
using AbstractFactoryPattern.Abstractions;
using AbstractFactoryPattern.Ingredients;
namespace AbstractFactoryPattern.ConcreteFactories
{
public class NewYorkPizzaIngredientFactory: IPizzaIngredientFactory
{
public IDough CreateDough()
{
return new ThickCrustDough();
}
public ICheese CreateCheese()
{
return new MozzarellaCheese();
}
public IClams CreateClams()
{
return new FreshClams();
}
public ISauce CreateSauce()
{
return new MarinaraSauce();
}
}
}
各地披萨店:
using AbstractFactoryPattern.Abstractions;
using AbstractFactoryPattern.ConcreteFactories;
using AbstractFactoryPattern.ConcreteProducts;
namespace AbstractFactoryPattern.Clients
{
public class ChicagoPizzaStore : PizzaStore
{
protected override Pizza CreatePizza(string type)
{
var factory = new ChicagoPizzaIngredientFactory();
Pizza pizza = null;
switch (type)
{
case "cheese":
pizza = new CheesePizza(factory);
pizza.Name = "Chicago Cheese Pizza";
break;
case "clams":
pizza = new ClamsPizza(factory);
pizza.Name = "Chicago Clams Pizza";
break;
}
return pizza;
}
}
}
using AbstractFactoryPattern.Abstractions;
using AbstractFactoryPattern.ConcreteFactories;
using AbstractFactoryPattern.ConcreteProducts;
namespace AbstractFactoryPattern.Clients
{
public class NewYorkPizzaStore : PizzaStore
{
protected override Pizza CreatePizza(string type)
{
var factory = new NewYorkPizzaIngredientFactory();
Pizza pizza = null;
switch (type)
{
case "cheese":
pizza = new CheesePizza(factory);
pizza.Name = "New York Cheese Pizza";
break;
case "clams":
pizza = new ClamsPizza(factory);
pizza.Name = "New York Clams Pizza";
break;
}
return pizza;
}
}
}
测试运行:
using System;
using AbstractFactoryPattern.Clients;
namespace AbstractFactoryPattern
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
var newYorkPizzaStore = new NewYorkPizzaStore();
newYorkPizzaStore.OrderPizza("cheese");
Console.WriteLine("-----------------------------------------------------------");
var chicagoYorkPizzaStore = new ChicagoPizzaStore();
chicagoYorkPizzaStore.OrderPizza("cheese");
Console.ReadKey();
}
}
}
Ok.