小菜學習設計模式（三）—工廠方法（Factory Method）模式 - xishuai－IT工程師數位筆記本

文章出處

前言

設計模式目錄：

本篇目錄：

三層架構
簡單工廠模式
工廠方法（Factory Method）模式
后記

　　其實大家都知道，在工廠方法（Factory Method）模式之前有個簡單工廠模式，也就是靜態工廠方法（Static Factory Method）模式，在簡單工廠模式之前有個我們都熟悉的三層架構模式，那我們就上到下一層一層的來了解下。

三層架構

　　三層架構我們都熟悉，一開始編程的時候也是用的最多，分為：表現層（UI）、業務邏輯層（BLL）、數據訪問層（DAL），實現了“高內聚，低耦合”的思想。

　　關于三層架構不需要說太多，我當時學習的時候，無意間看到李天平老師關于三層的趣味理解，覺得還蠻有意思的，很適合初學者理解，和大家分享下：

數據庫好比豬圈，所有的豬有序地按區域或編號，存放在不同的豬欄里。
DAL好比是屠宰場，把豬從豬圈取出來進行（處理）屠殺，按要求取出相應的部位（字段），或者進行歸類整理（統計），形成整箱的豬肉（數據集），傳送給食品加工廠（BLL）。本來這里都是同一伙人既管抓豬，又管殺豬的，后來覺得效率太低了，就讓一部分人出來專管抓豬了（DBUtility），根據要求來抓取指定的豬。
BLL好比食品加工廠，將豬肉深加工成各種可以食用的食品（業務處理）。
Web好比商場，將食品包裝成漂亮的可以銷售的產品，展現給顧客（UI表現層）。
豬肉好比Model，無論是哪個廠（層），各個環節傳遞的本質都是豬肉，豬肉貫穿整個過程。
通用類庫Common，相當于工人使用的各種工具，為各個廠（層）提供諸如殺豬刀、繩子、剪刀、包裝箱、工具車等共用的常用工具（類）。其實，每個部門本來是可以自己制作自己的工具的，但是那樣會使效率比較低，而且也不專業，并且很多工作都會是重復的。因此，就專門有人開了這樣的工廠來制作這些工具，提供給各個工廠，有了這樣的分工，工廠就可以專心做自己的事情了。

　　通過上面的趣味理解，腦海中應該對三層有個了解了。說到這，其實如果大家學習過MVC（模型Model-視圖View-控制器Controller）的話，就發現和三層架構有點相似，都有一個表現層，但是其他兩層就不同了，三層架構中沒有Controller這個概念，MVC也沒有把業務的邏輯訪問看成兩個層，這是采用三層架構或MVC搭建程序最主要的區別。當然了。在三層中也提到了Model，但是三層架構中Model的概念與MVC中Model的概念是不一樣的，“三層”中典型的Model層是以實體類構成的，而MVC里，則是由業務邏輯與訪問數據組成的。

簡單工廠模式

　　靜態工廠方法（Static Factory Method）模式其實不屬于GOF所提出的設計模式中，我們一般在應用的時候結合三層模式下使用工廠模式使用多點，例如下面的解決方案：

　　上面的SeManage.IDAL就相當于抽象產品，SeManage.SQLServerDAL相當于具體產品，SeManage.DALFactory相當于工廠，決定生成何種商品的工廠。

 1     /// <summary>
 2     /// dal工廠
 3     /// </summary>
 4     public sealed class DataAccess
 5     {
 6         private static readonly string SQLServicePath = ConfigurationManager.AppSettings["SQLServerDAL"];
 7         public DataAccess()
 8         { }
 9 
10         /// <summary>
11         /// 創建Changdi數據層接口。
12         /// </summary>
13         public static SeManage.IDAL.IChangdi CreateChangdi()
14         {
15             string className = SQLServicePath + ".Changdi";
16             return (SeManage.IDAL.IChangdi)Assembly.Load(SQLServicePath).CreateInstance(className);
17         }
18     }

1     <add key="SQLServerDAL" value="SeManage.SQLServerDAL"/>

　　上面的代碼表示根據配置文件來創建何種具體抽象類的實例（產品），下面的配置就像工廠機器的開關，決定生產哪種產品。

　　通過上面的代碼，我們也會發現一些問題，如果產品的種類較多，工廠類里面的生產產品的方法也多，如果出現新的產品，那我們就必須在工廠類里面添加生產新產品的方法，這樣就違反了高內聚責任分配原則，使代碼變的不容易維護。

工廠方法（Factory Method）模式

　　工廠方法（Factory Method）模式是在GOF提出的設計模式中有定義的，如下：為創建對象定義一個接口，讓子類決定實例化哪個類，工廠方法讓一個類的實例化延遲至子類。

　　其實從某種方面可以說，工廠方法模式是簡單工廠模式的衍生，也解決了簡單工廠模式所出現的問題，例如上面所提到的。工廠方法模式其實就是把工廠抽象化了，我們可以把工廠方法模式拆分成四個元素：抽象工廠（IFactory）、具體工廠（Concrete Factory）、抽象產品（Product）和具體產品（Concrete Product）。根據這四個元素，我們可以簡單的畫下UML類圖：

　　根據上面的UML類圖，不難實現其代碼：

 1     /// <summary>
 2     /// 產品接口
 3     /// </summary>
 4     public interface ICar
 5     {
 6         void Travel();
 7     }
 8 
 9     /// <summary>
10     /// 具體產品
11     /// </summary>
12     public class Lexus : ICar
13     {
14         public void Travel()
15         {
16             Console.WriteLine("I'm a lexus car, I'm traveling");
17         }
18     }
19 
20     /// <summary>
21     /// 工廠接口
22     /// </summary>
23     public interface ICarFactory
24     {
25         ICar CreateCar();
26     }
27 
28     /// <summary>
29     /// 具體工廠類
30     /// </summary>
31     public class LexusFactory : ICarFactory
32     {
33         public ICar CreateCar()
34         {
35             return new Lexus();
36         }
37     }
38 
39 
40     public class Client
41     {
42         private ICarFactory carFactory;
43         public Client(ICarFactory carFactory)
44         {
45             this.carFactory = carFactory;
46         }
47 
48         public void doSomething()
49         {
50             ICar car = carFactory.CreateCar();
51             car.Travel();
52             //to do something
53         }
54     }

　　調用示例代碼：

1         static void Main(string[] args)
2         {
3             Client client = new Client(new LexusFactory());
4             client.doSomething();
5         }

　　從上面的代碼我們可以看出，工廠方法模式的對簡單工廠模式進行了抽象。有一個抽象的Factory類（可以是抽象類和接口），這個類將不再負責具體的產品生產，而是只制定一些規范，具體的生產工作由其子類去完成。在這個模式中，工廠類和產品類往往可以依次對應。即一個抽象工廠對應一個抽象產品，一個具體工廠對應一個具體產品，這個具體的工廠就負責生產對應的產品。其實單從這一點上，我們就會發現，和我們之前說的《小菜學習設計模式（一）—模板方法（Template）模式》中提到的模板方法模式的思想有些共同的地方，其實工廠方法(Factory Method)模式是最典型的模板方法(Template Method)模式的應用。

　　示例代碼下載：FactoryMethod.rar