[Head First设计模式]饺子馆(冬至)中的设计模式——工厂模式

原文: [Head First设计模式]饺子馆(冬至)中的设计模式——工厂模式

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引言

今天是冬至，去饺子馆吃饺子，看他们店里面的水饺种类挺多，在等待中，在想是不是可以用设计模式模拟一下，生产饺子的过程，正好最近也在看工厂模式，也就现学现卖了。当然，实现的方式很多，只是一个例子而已。祝大家冬至，多多吃水饺.....

对象创建的问题？

我们应该面向接口编程而不是面向实现编程，因为面向实现编程会使得我们的设计更脆弱，缺乏灵活性。但是我们每次使用new时，是不是正在违背这一设计原则呢？

当我们拥有一组相关的具体类时，是不是常常被迫写出类似下面的代码？

 1 Duck duck;
 2 
 3 if(picnic){
 4 
 5 duck=new MallardDuck();
 6 
 7 }else if(hunting){
 8 
 9 duck=new DecogDuck();
10 
11 }else if(inBathTub){
12 
13 duck=new RubberDuck();
14 
15 }

（以上为伪代码，只为说明问题）

向上面的实例化过程，知道运行时我们才知道需要实例化哪个类。

这样做的后果是如果应用要做变化或扩展，往往要修改这段代码。这使得维护困难，并容易引入错误。

问题在哪儿？

出现上面那种问题，是不是new的问题呢？

从技术上来说，new并没有任何问题。new只是面向对象语言的最基本部分，真正的问题在于“变化”。

如果对接口编程，我们可以实现与许多“变化”的隔离，因为通过多态机制，我们的代码对于实现接口的新类依然适用。但是使用具体类麻烦就来了，因为增加新的具体类时相应的代码可能就必须修改？

怎么办？

面向对象的设计原则：识别变化的部分，并将与不变化的部分相分离。

书中Pizza店案例分析

PizzaStore类中的一段代码-订做pizza

 

修改后的代码

由于市场竞争，其他pizza店推出了新产品，我们也得增加！例如VeggiePizza。 GreekPizza最近不受欢迎，把它从菜单中取消。

于是。。。

 

分析：变与不变的部分

 

分离

我们将专管制作pizza的对象叫做Pizza工厂

Pizza工厂---SimplePizzaFactory

思考一下？

      这看来好像我们只是把问题从一个对象推给了另一个对象！这样做有什么好处？

      SimplePizzaFactory可以有许多个客户，这样，当实现改变时我们只需要修改SimplePizzaFactory，而不需修改众多的客户。 提高了聚合度，PizzaStore的职责是使用pizza对象， SimplePizzaFactory的职责是决定创建什么样的pizza对象。

用工厂重写PizzaStore类

 1 public class PizzaStore {
 2    SimplePizzaFactory factory;
 3    public PizzaStore(SimplePizzaFactory factory) {
 4        this.factory = factory;
 5    }
 6    public Pizza orderPizza(String type) {
 7         Pizza pizza;
 8         pizza=factory.createPizza(type);
 9         pizza.prepare();
10         pizza.bake();
11         pizza.cut();
12         pizza.box();
13         return pizza;
14    }
15    //other methods here
16 }

简单工厂模式

饺子馆中的简单工厂实现

 水饺要实现的接口

 1   /// <summary>
 2     /// 水饺要实现的接口
 3     /// </summary>
 4     public interface IDumpling
 5     {
 6         string DumplingName { get; }
 7         /// <summary>
 8         /// 水饺的准备阶段方法
 9         /// </summary>
10         void Prepare();
11         /// <summary>
12         /// 煮
13         /// </summary>
14         void Boild();
15         /// <summary>
16         /// 展示订单
17         /// </summary>
18         void Show();
19     }

具体的水饺类

 1  /// <summary>
 2     /// 猪肉大葱水饺类
 3     /// </summary>
 4     public class PorkAndScallionDumpling:IDumpling
 5     {
 6 
 7         public string DumplingName
 8         {
 9             get { return "猪肉大葱水饺"; }
10         }
11 
12         public void Prepare()
13         {
14             Console.WriteLine("准备猪肉茴香水饺25个");
15         }
16 
17         public void Boild()
18         {
19             Console.WriteLine("正在煮......请稍等.....");
20         }
21 
22         public void Show()
23         {
24             Console.WriteLine("您的{0}，准备好了。", this.DumplingName);
25         }
26     }

 1 /// <summary>
 2     /// 猪肉茴香水饺类
 3     /// </summary>
 4     public class PorkAndFennelDumpling : IDumpling
 5     {
 6         public string DumplingName
 7         {
 8             get { return "猪肉茴香水饺"; }
 9         }
10 
11         public void Prepare()
12         {
13             Console.WriteLine("准备猪肉茴香水饺25个");
14         }
15 
16         public void Boild()
17         {
18             Console.WriteLine("正在煮......请稍等.....");
19         }
20 
21         public void Show()
22         {
23             Console.WriteLine("您的{0}，准备好了。", this.DumplingName);
24         }
25     }

工厂类

 1   /// <summary>
 2     /// 水饺的生产工厂
 3     /// </summary>
 4     public static class SimpleDumplingFactory
 5     {
 6         public static IDumpling CreateDumpling(string dumplingName)
 7         {
 8             IDumpling dumpling = null;
 9             switch (dumplingName)
10             {
11                 case "猪肉大葱":
12                     dumpling = new PorkAndScallionDumpling();
13                     break;
14                 case "猪肉茴香":
15                     dumpling = new PorkAndFennelDumpling();
16                     break;
17             }
18             return dumpling;
19         }
20     }

控制台代码

 1     class Program
 2     {
 3         static void Main(string[] args)
 4         {
 5             IDumpling dumpling = SimpleDumplingFactory.CreateDumpling("猪肉茴香");
 6             dumpling.Prepare();
 7             dumpling.Boild();
 8             dumpling.Show();
 9             Console.Read();
10         }
11     }

结果

授权pizza店

我们的pizza店非常成功，许多人都想开设我们的授权加盟店。为保证质量，我们希望他们使用我们经过时间考验的代码。
但是，不同地区的加盟pizza店可能希望供应不同口味的pizza。怎么解决这个问题呢？

解决方法之一：建立不同的工厂

 1 //建立不同的工厂：如NYPizzaFactory、 ChicagoPizzaFactory、 CaliforniaPizzaFactory,在PizzaStore中包含相应工厂的实例。其代码类似于：
 2 //该pizza店提供纽约风味的pizza
 3 NYPizzaFactory nyFactory=new NYPizzaFactory();//建立一个生产纽约风味pizza的工厂
 4 PizzaStore nyStore=new PizzaStore(nyFactory);//建立一个pizza店，引用纽约风味pizza的工厂
 5 nyStore.orderPizza(“Veggie”);//生产的是纽约风味的pizza
 6 
 7 //该pizza店提供芝加哥风味的pizza
 8 ChicagoPizzaFactory chicagoFactory=new ChicagoPizzaFactory();
 9 PizzaStore chicagoStore=new PizzaStore(chicagoFactory);
10 chicagoStore.orderPizza(“Veggie”);

抽象工厂模式

这么多工厂，可以再增加抽象层
另一种解决方法-工厂方法模式

思路：改写的PizzaStore，将createPizza()方法放回到PizzaStore，但是声明为抽象方法，然后，为每一种地方风味创建一个PizzaStore的子类。

改造后的PizzaStore的代码

 1 public abstract class PizzaStore {
 2    
 3    public Pizza orderPizza(String type) {
 4       Pizza pizza = createPizza(type);//在PizzaStore内调用自身的一个方法来制造pizza，而不是使用一个factory对象
 5 
 6       pizza.prepare();
 7       pizza.bake();
 8       pizza.cut();
 9       pizza.box();
10       return pizza;
11      }
12     abstract Pizza createPizza(String type);//factory对象成了这里的一个抽象方法
13 
14 }

下面我们需要PizzaStore的各种子类（对应不同的地区风味）

让子类做决定

 

 声明工厂方法

abstract Pizza createPizza(String type);
abstract Product factoryMethod(String type);

工厂方法是抽象的，在一个超类中定义。必须由子类来实现。
工厂方法返回一个产品，该产品通常在其所在类的方法中定义。（如orderPizza()）
工厂方法通常提供参数，用以选择一个产品的不同品种。
工厂方法将客户（超类中的方法，如PizzaStore中的orderPizza()）与具体的产品相隔离。

 工厂方法怎么工作？

假定张三喜欢纽约风味的pizza，李四喜欢芝加哥风味的pizza。
需要相应Pizza店的实例
调用orderPizza()订购想要的pizza品种
createPizza()被调用，并返回pizza到orderPizza()方法。
尽管不知道是什么pizza，但orderPizza()仍知道对它进行后续处理。

工厂方法模式中的类

创建者类 The Creator classes

产品类 The Product classes

工厂方法模式的定义

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。工厂方法模式让一个类的实例化延迟到其子类。

工厂方法模式的结构

总结：Factory Method模式

意图
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。工厂方法模式让一个类的实例化延迟到其子类。
别名
虚拟构造器

Factory Method—参与者

Product（document）定义工厂方法所创建对象的接口。
ConcreteProduct（mydocument）实现product接口。
Creator（application）声明工厂方法，可以调用工厂方法以创建一个product对象
ConcreteCreator （MyApplication）重新定义工厂方法，以返回一个ConcreteProduct实例

（篇幅有点长，关于工厂方法模式的实例就不再列举了，感兴趣的可以自己实现一下）

 参考书：

《First Head 设计模式》