写给准备跳槽的小伙伴们的设计模式——工厂方法设计模式

概述

工厂方法模式（FactoryMethod），定义一个创建产品对象的工厂接口，让工厂子类决定实例化哪一个产品类。我们把被创建的对象称为“产品”，把创建产品的对象称为“工厂”。如果要创建的产品不多，只要一个工厂类就可以完成，这种模式叫“简单工厂模式”，它不属于 23 种经典设计模式，它的缺点是增加新产品时会违背“开闭原则”（可以通过反射克服该缺点）。

工厂方法模式是对简单工厂模式的进一步抽象化，其好处是可以使系统在不修改原来代码的情况下引进新的产品，即满足开闭原则。.

需求案例

我们先来看一看这样一个案例，小学生玩的四则运算，当客户输入两个数，然后输入一个操作符，获得结果！我们先用简单工厂写下逻辑代码，验证下简单工厂的缺点。

简单工厂代码

/// <summary>    ///  静态工作方法 实际上就是把创建对象的过程放到静态方法里面    /// </summary>    public class CalFactory    {        public static ICalculator GetCalculator(string oper)        {            ICalculator? calculator = null;            switch (oper)            {                case "*":                    calculator = new Mul();                    break;                case "+":                    calculator = new Add();                    break;                case "-":                    calculator = new Sub();                    break;                case "/":                    calculator = new Div();                    break;            }            return calculator;        }    }

public interface  ICalculator    {        double GetResult(double d1,double d2);    }
    public class Add : ICalculator    {        public double GetResult(double d1, double d2)        {           return d1+ d2;           }    }    public class Sub : ICalculator    {        public double GetResult(double d1, double d2)        {            return d1-d2;        }    }    public class Mul : ICalculator    {        public double GetResult(double d1, double d2)        {            return d1* d2;        }    }    public class Div : ICalculator    {        public double GetResult(double d1, double d2)        {            return d1 / d2;        }

//C# 控制台调用Console.WriteLine("简单工厂设计模式!");Console.WriteLine("请输入操作数1");var d1 = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());Console.WriteLine("请输入操作数2");var d2 = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());ICalculator calculator = null;Console.WriteLine("请输入操作符");string flag=Console.ReadLine();
calculator= CalFactory.GetCalculator(flag);   double reslut= calculator.GetResult(d1,d2);Console.WriteLine(reslut);

这个需求的代码逻辑很简单，一看基本就会，我们主要说下简单工厂模式的优缺点；

优点：

1、简单工厂设计模式解决了客户端直接依赖具体对象的问题，客户端消除了创建对象的责任，仅仅承担使用的责任。简单工厂模式实现了对责任的分割；
2、简单工厂起到了代码复用的作用；
缺点：
1、系统扩展困难，一旦加入新功能，就必须要修改工厂逻辑。破坏了开闭原则；
2、简单工厂集合了多有创建对象的逻辑，一旦不能正常工作，会导致整个系统出问题；

工厂方法代码

还是上面的需求，我们定义一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。

public interface ICalFactory    {        ICalculator GetCalculator();    }    public class MulFactory : ICalFactory    {        public ICalculator GetCalculator()        {            return new Mul();        }    }  public class AddFactory : ICalFactory    {        public ICalculator GetCalculator()        {            return new Add();        }    }  public class SubFactory : ICalFactory    {        public ICalculator GetCalculator()        {            return new Sub();        }    }    public class DivFactory : ICalFactory    {        public ICalculator GetCalculator()        {            return new Div();        }    }

public interface ICalculator    {        double GetResult(double d1, double d2);    }
    public class Add : ICalculator    {        public double GetResult(double d1, double d2)        {            return d1 + d2;        }    }    public class Sub : ICalculator    {        public double GetResult(double d1, double d2)        {            return d1 - d2;        }    }    public class Mul : ICalculator    {        public double GetResult(double d1, double d2)        {            return d1 * d2;        }    }    public class Div : ICalculator    {        public double GetResult(double d1, double d2)        {            return d1 / d2;        }    }

//C# 控制台调用Console.WriteLine("请输入操作数1");var d1 = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());Console.WriteLine("请输入操作数2");var d2 = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());
Console.WriteLine("请输入操作符");string flag = Console.ReadLine();
ICalFactory? calFactory = null;
switch (flag){    case "*":        calFactory = new MulFactory();        break;    case "+":        calFactory = new AddFactory();        break;    case "-":        calFactory = new SubFactory();        break;    case "/":        calFactory = new DivFactory();        break;}
ICalculator calculator=calFactory?.GetCalculator();var result= calculator.GetResult(d1, d2);Console.WriteLine(result);

我们目前是使用了工厂方法设计模式来实现了需求，但能看到源码里面有一坨switch case,我们接下来通过反射处理switch case

没有switch case的工厂方法代码

public class OperFactory:Attribute    {        public string  Oper { get;  }        public OperFactory(string value)        {            Oper=value;        }    }

public class ReflectionFactory    {        //根据用户输入的操作符 返回一个对象        Dictionary<string, ICalFactory> dic=new Dictionary<string, ICalFactory>();        public ReflectionFactory()        {            //拿到当前正在运行的程序集            Assembly assembly= Assembly.GetExecutingAssembly();            foreach (var item in assembly.GetTypes())            {                //IsAssignableFrom 表示item继承了ICalFactory或实现了ICalFactory                if (typeof(ICalFactory).IsAssignableFrom(item)&&!item.IsInterface)                {                    OperFactory of= item.GetCustomAttribute<OperFactory>();                    if (of != null)                    {                        //给键值对集合赋值                        dic[of.Oper] = Activator.CreateInstance(item) as ICalFactory;                    }                }            }        }
        public ICalFactory GetFac(string s)        {            if (dic.ContainsKey(s))            {                return dic[s];            }            return null;        }    }

public interface ICalFactory    {        ICalculator GetCalculator();    }    [OperFactory("*")]    public class MulFactory : ICalFactory    {        public ICalculator GetCalculator()        {            return new Mul();        }    }    [OperFactory("+")]    public class AddFactory : ICalFactory    {        public ICalculator GetCalculator()        {            return new Add();        }    }    [OperFactory("-")]    public class SubFactory : ICalFactory    {        public ICalculator GetCalculator()        {            return new Sub();        }    }    [OperFactory("/")]    public class DivFactory : ICalFactory    {        public ICalculator GetCalculator()        {            return new Div();        }    }

//C# 控制台调用ReflectionFactory reflectionFactory = new ReflectionFactory();ICalFactory calFactory2=  reflectionFactory.GetFac(flag); var result2= calFactory2.GetCalculator().GetResult(d1, d2);Console.WriteLine(result2);

总结

一个四则运算的需求，分别采用简单工厂和工厂方法实现，其实各有优缺点，使用哪种设计模式主要取决于自己的业务，有何疑问，欢迎交流。

概述

需求案例

简单工厂代码

工厂方法代码

没有switch case的工厂方法代码

总结

董川民