設計模式中的那些工廠

Intro

設計模式中有幾個工廠模式，聊一聊這幾個工廠模式的各自用法和使用示例，工廠模式包含簡單工廠，抽象工廠，工廠方法，這些均屬于創建型模式，
所謂創建型模式，就是說這幾個設計模式是用來創建物件的，

簡單工廠

首先來說一說，最簡單的簡單工廠

簡單工廠模式是由一個工廠物件決定創建出哪一種產品類的實體

嚴格的來說，簡單工廠模式是工廠模式家族中最簡單實用的模式，但不屬于23種 GOF 設計模式之一，因為每次要新增型別的時候必須修改工廠內部代碼，不符合開閉原則，

來看一個例子：

public class OperationFactory
{
    public static Operation CreateOperation(string operate)
    {
        Operation operation = null;
        switch (operate)
        {
            case "+":
                operation = new OperationAdd();
                break;

            case "-":
                operation = new OpertaionSub();
                break;

            case "*":
                operation = new OperationMul();
                break;

            case "/":
                operation = new OperationDiv();
                break;
        }
        return operation;
    }
}

這是一個簡單的計算器的示例，支持簡單的加減乘除操作，如果要增加一個操作的話就必須要有增加一個 switch ... case 分支，需要修改 CreateOperation 方法不能滿足對擴展開放對修改關閉的開閉原則，所以普遍地認為簡單工廠不屬于設計模式之一，但是我覺得有時候簡單的業務處理用簡單工廠還是比較方便的，

抽象工廠

抽象工廠模式，提供一系列相關或相互依賴物件的介面，而無需指定他們具體的類，

實作抽象作業模式所需要的組件，主要部分：

• 抽象工廠/抽象產品
• 具體工廠1/具體產品1
• 具體工廠2/具體產品2
• ...

在客戶端根據不同的配置選擇不同的工廠，例如根據配置的資料庫型別的不同選擇使用 Access 資料庫倉儲的工廠還是使用 SqlServer 資料庫的倉儲工廠

示例：

IDbFactory factory = new AccessFactory();
var userRepo = factory.CreateUserRepo();
userRepo.Insert(null);
var departmentRepo = factory.CreateDepartmentRepo();

factory = new SqlServerFactory();
userRepo = factory.CreateUserRepo();
userRepo.Insert(null);

工廠方法

工廠方法模式（Factory Method）定義一個用于創建物件的介面，讓子類決定實體化哪一個類，工廠方法使一個類的實體化延遲到子類，

工廠方法模式實作時，客戶端需要決定實體化哪一個工廠來實作客戶端的操作，也會存在著選擇判斷的問題，不過和簡單工廠相比，簡單工廠的選擇判斷是在工廠內部，而工廠方法則將選擇判斷轉移到了客戶端，

示例：

ILeifengFactory factory = new UndergraduteFactory();
var studentLeifeng = factory.CreateLeifeng();
studentLeifeng.BuyRice();

factory = new VolunteerFactory();
var leifeng1 = factory.CreateLeifeng();
leifeng1.Sweep();

More

工廠模式的作用無外乎下面這四個，這也是判斷要不要使用工廠模式的最本質的參考標準，

• 封裝變化：創建邏輯有可能變化，封裝成工廠類之后，創建邏輯的變更對呼叫者透明，
• 代碼復用：創建代碼抽離到獨立的工廠類之后可以復用，
• 隔離復雜性：封裝復雜的創建邏輯，呼叫者無需了解如何創建物件，
• 控制復雜度：將創建代碼抽離出來，讓原本的函式或類職責更單一，代碼更簡潔，

工廠方法和抽象工廠的區別

工廠方法模式：定義一個用于創建物件的介面，讓子類決定實體化哪一個類
抽象工廠模式：為創建一組相關或相互依賴的物件提供一個介面，而且無需指定他們的具體類
區別在于產品，如果產品單一，最合適用工廠模式，但是如果有多個業務品種、業務分類時，通過抽象工廠模式產生需要的物件是一種非常好的解決方式，再通俗深化理解下：工廠模式針對的是一個產品等級結構 ，抽象工廠模式針對的是面向多個產品等級結構的，

抽象工廠關鍵在于產品之間的抽象關系，所以一般至少要兩個產品；工廠方法在于生成產品，不關注產品間的關系，所以可以只生成一個產品，

抽象工廠更像一個復雜版本的策略模式，策略模式通過更換策略來改變處理方式或者結果；而抽象工廠的客戶端，通過更換工廠而改變結果，

工廠方法目的是生產產品，所以能看到產品，而且還要使用產品，當然，如果產品在創建者內部使用，那么工廠方法就是為了完善創建者，從而可以使用創建者，另外創建者本身是不能更換所生產產品的，

抽象工廠的工廠是類；工廠方法的工廠是方法，抽象工廠的工廠類就做一件事情生產產品，生產的產品給客戶端使用，絕不給自己用，工廠方法生產產品，可以給系統用，可以給客戶端用，也可以自己這個類使用，自己這個類除了這個工廠方法外，還可以有其他功能性的方法，

選擇的優化

簡單工廠因為選擇是在工廠內部的，不符合開閉原則，抽象工廠和工廠方法是將選擇權交給客戶端，由客戶端根據需要自己決定要實體化的工廠，
在實際應用的時候大部分情況是只會使用一種工廠，這種情況我們一般可以借助反射+配置來優化選擇，如果使用依賴注入，可以直接注入需要的服務即可，

使用反射+配置優化

private static readonly string AssemblyName = "AbstractFactoryPattern";
private static readonly string DbName = ConfigurationHelper.AppSetting("DbName");

public static IUserRepo CreateUserRepo()
{
    return (IUserRepo)typeof(DataAccess).Assembly.CreateInstance($"{AssemblyName}.{DbName}UserRepo");
}

public static IDepartmentRepo CreateDepartmentRepo()
{
    return (IDepartmentRepo)typeof(DataAccess).Assembly.CreateInstance($"{AssemblyName}.{DbName}DepartmentRepo");
}

使用依賴注入

依賴注入可以使得我們的代碼變得更加良好，擴展性更強，

// 依賴注入
var builder = new ContainerBuilder();
builder.RegisterType<VolunteerFactory>().As<ILeifengFactory>();
builder.RegisterType<SqlServerFactory>().As<IDbFactory>();
var container = builder.Build();

var leifengFactory = container.Resolve<ILeifengFactory>();
var volunteer = leifengFactory.CreateLeifeng();
volunteer.Wash();

var dbFactory = container.Resolve<IDbFactory>();
dbFactory.CreateDepartmentRepo().CreateDepartment(null);

Reference

• https://github.com/WeihanLi/DesignPatterns/blob/master/CreatePattern/SimpleFactoryPattern
• https://github.com/WeihanLi/DesignPatterns/tree/master/CreatePattern/AbstractFactoryPattern
• https://github.com/WeihanLi/DesignPatterns/blob/master/CreatePattern/FactoryMethodPattern

標籤：C#

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