工厂方法模式

简单工厂模式的弊端

使用简单工厂模式设计系统，在每次增加新的对象时除了需要新增一个类型以外，还需修改工厂类的代码，违背了开闭原则，而工厂方法模式作为简单工厂模式的延申，恰好弥补的简单工厂模式的缺陷。

工厂方法模式

对简单工厂模式加以修改，不再提供一个工厂类负责所有对象的创建，而是先定义一个抽象的工厂基类，将具体对象的创建过程交给专门的工厂子类去完成，每个工厂子类都继承自抽象工厂类，且实现抽象工厂类中声明的方法。使用工厂方法模式可以在出现新的产品时不修改原有的代码，通过新增一个具体的工厂类负责创建该新产品的实例即可，符合开闭原则。

工厂方法模式的定义：定义一个创建对象的接口，但是让子类决定实例化哪一个对象。工厂方法模式让一个类的实例化延迟到其子类。

工厂方法模式的结构

• Product(抽象产品)：定义产品的接口，工厂方法模式所创建所有对象类型的基类。
• ProductA(具体产品类)：实现了抽象产品的接口，由专门的具体工厂类创建，具体产品和具体工厂关系一一对应。
• Factory(抽象工厂)：声明一个Method，返回抽象产品类型。抽象工厂是工厂方法模式的核心，所有具体工厂类都必须实现抽象工厂类的抽象方法，返回具体的产品对象。
• ProductAFactory(具体工厂)：抽象工厂的子类，实现了抽象工厂的方法，返回具体的产品实例。

工厂方法模式的实现

//抽象工厂也可以是接口
abstract class FactoryMethod
{
    public abstract Product Build();
}

 //具体工厂类
class ProductAFactory : FactoryMethod
{
    public override Product Build()
    {
        return new ProductA();
    }
}

// 抽象基类
abstract class Product
{
    public void SameMethod()
    {
        //所有产品的公共方法
        Console.WriteLine("所有产品的公共方法");
    }

    //差异化行为
    public abstract void DiffMethod();
}

//产品A
class ProductA : Product
{
    public override void DiffMethod()
    {
        //这里实现产品A的业务逻辑
        Console.WriteLine("这里实现产品A的业务逻辑");
    }
}

通过配置文件存储具体工厂类名，实现更换新的具体工厂是无需修改源代码

//配置文件
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
    <startup> 
        <supportedRuntime version="v4.0" sku=".NETFramework,Version=v4.7.2" />
    </startup>
  <appSettings>
    <add key="factoryName" value="Factory.ProductAFactory"/>
  </appSettings>
</configuration>

static void Main()
{
    //读取配置文件
    var factoryName = ConfigurationManager.AppSettings["factoryName"];
    var factoryType = Type.GetType(factoryName);
    var factory = Activator.CreateInstance(factoryType) as FactoryMethod;
    var product = factory.Build();
    product.SameMethod();
    product.DiffMethod();
    Console.ReadKey();
}

运行结果

如果新增产品对象，使用工厂方法模式需要做什么？

1. 创建新的具体产品类继承抽象产品
2. 创建新的具体工厂类继承抽象工厂并实现其方法返回新的产品对象
3. 修改配置文件，用新增的具体工厂类名替换原有的工厂类名即可
4. 编译新增的具体产品类和新增的具体工厂类，原有代码无需修改，符合开闭原则

工厂方法的隐藏

隐藏工厂方法可以进一步简化开发人员对工厂方法的使用，在工厂类中直接调用产品类的业务方法，使用时无需调用工厂方法创建对象，便是工厂方法隐藏，实例代码如下：

//修改后的抽象工厂类
abstract class FactoryMethod
{
    public abstract Product Build();

    public void DiffMethod()
    {
        var product = this.Build();
        product.DiffMethod();
    }
}

//使用
static void Main()
{
    //读取配置文件
    var factoryName = ConfigurationManager.AppSettings["factoryName"];
    var factoryType = Type.GetType(factoryName);
    var factory = Activator.CreateInstance(factoryType) as FactoryMethod;
    //无需创建，直接使用
    factory.DiffMethod();
    Console.ReadKey();
}

工厂方法模式总结

优点

1. 开发人员只需关心产品对应的工厂，无需关心创建细节，对象的创建和使用分离。
2. 加入新产品时，无需修改抽象工厂和抽象产品提供的接口，无需修改原有的代码，只要添加新的产品类和对应的具体工厂类即可，系统可扩展性良好，完全符合开闭原则。

缺点

1. 在添加新产品时，需要编写新的具体产品类和具体工厂类，使得类的个数成对增加，增加了系统的复杂度，更多的类需要编译和运行。
2. 需要引入抽象层，一定程度增加了系统的抽象性和理解难度。

什么时候使用？

1. 使用时不需要知道具体产品类名，只需知道对应的工厂就可以，具体产品对象由对应的工厂负责创建，可将具体工厂类的类名存储在配置文件中。
2. 通过子类决定创建的具体对象，抽象工厂只提供接口，子类决定具体创建什么对象，利用面向对象的多态性和里氏代换原则，在运行时，子类对象将覆盖父类对象，使得系统更加容易扩展，增加灵活性。