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简单工厂、工厂方法与抽象工厂大比拼

    简单工厂、工厂方法和抽象工厂都属于设计模式创建型,严格意义上简单工厂不属于23设计模式之一(违背了开闭原则),本文为了完整描述三工厂演变过程,对三工厂进行了整体的总结和学习,并通过三者之间的特点比较总结出各自的优缺点。

一、简单工厂:

        在没有工厂之前,大家都是自给自足,生产一部车或其他工具都是自己来完成,有了工厂之后,告诉它需求就会出来相应的产品,但生产化水平比较低,工厂分工不太明确,社会上只有一个工厂,不论卡车还是公交车都由它来完成,相当于一个工厂多条生产线。

类图:


代码:

[csharp]

  1. /********************************************************************************** 
  2.      * 类说明: 简单工厂类,用于生产各种汽车
  3.      * 开发时间:2015/8/20 16:05:29 
  4.      * 开发版本:V4.0.0    **********************************************************************************/  
  5.   
  6. using System;  
  7. using System.Collections.Generic;  
  8. using System.Linq;  
  9. using System.Text;  
  10.   
  11.   
  12. namespace SimpleFactory  
  13. {  
  14.     class CarFactory  
  15.     {  
  16.         public static Car CreateCar(string type)  
  17.         {  
  18.             Car car = null;  
  19.             switch (type)  
  20.             {  
  21.                 case "bus":  
  22.                     car=new Bus ();  
  23.                     break ;  
  24.                 case "truck":  
  25.                     car=new Truck ();  
  26.                     break ;  
  27.             }  
  28.             return car;  
  29.         }  
  30.     }  
  31. }  
[csharp]

  1. /********************************************************************************** 
  2.      * 类说明: 车的抽象类,下面有公交车、卡车等,有生产车的虚方法
  3.      * 开发时间:2015/8/20 16:06:03 
  4.      * 开发版本:V4.0.0    **********************************************************************************/  
  5.   
  6. using System;  
  7. using System.Collections.Generic;  
  8. using System.Linq;  
  9. using System.Text;  
  10.   
  11.   
  12. namespace SimpleFactory  
  13. {  
  14.    public  class Car  
  15.     {  
  16.        public virtual void GetCar()  
  17.        {  
  18.        }  
  19.     }  
  20. }  
[csharp]

  1. /********************************************************************************** 
  2.      * 类说明: 车的具体类之一,公交车
  3.      * 开发时间:2015/8/20 16:06:39 
  4.      * 开发版本:V4.0.0    **********************************************************************************/  
  5.   
  6. using System;  
  7. using System.Collections.Generic;  
  8. using System.Linq;  
  9. using System.Text;  
  10.   
  11.   
  12. namespace SimpleFactory  
  13. {  
  14.     public  class Bus:Car  
  15.     {  
  16.         public override void GetCar()  
  17.         {  
  18.             Console.WriteLine("生产出公交车!");  
  19.         }  
  20.     }  
  21. }  
[csharp] view plaincopy

  1. using System;  
  2. using System.Collections.Generic;  
  3. using System.Linq;  
  4. using System.Text;  
  5.   
  6. namespace SimpleFactory  
  7. {  
  8.     class Client  
  9.     {  
  10.         static void Main(string[] args)  
  11.         {  
  12.             Car car;  
  13.             car = CarFactory.CreateCar("bus");//需要生产公交车  
  14.             car.GetCar();  
  15.         }  
  16.     }  
  17. }  

好处:工厂类包含逻辑判断,根据客户端实例化相关类,去除与具体产品依赖,客户端不管哪个类的实例,把需求给工厂,工厂单独创建相应实例。是优点也是不足。

不足:如果添加产品,需要修改工厂类,违背开闭原则。工厂方法的出现解决了这一困惑。。。

二、工厂方法:

        随着专业化程度的提高,工厂分工变得明确,每个工厂生产各自的产品,公交车工厂只管生产公交车,卡车工厂负责生产卡车,这样如果有新的产品需求,直接增加相应的产品类和对应 工厂类即可。

类图:


代码:和简单工厂不同的是,多了一个抽象工厂接口,具体工厂类都来实现它。客户端也来实例化具体工厂类(声明时候是父类)。

[csharp]

  1. using System;  
  2. using System.Collections.Generic;  
  3. using System.Linq;  
  4. using System.Text;  
  5.   
  6. namespace AbstractFactory  
  7. {  
  8.     interface IFactory  
  9.     {  
  10.         Car CreateCar();  
  11.     }  
  12. }  
[csharp]

  1. /********************************************************************************** 
  2.      * 类说明: 公交车工厂
  3.      * 开发时间:2015/8/20 16:25:07 
  4.      * 开发版本:V4.0.0    **********************************************************************************/  
  5.   
  6. using System;  
  7. using System.Collections.Generic;  
  8. using System.Linq;  
  9. using System.Text;  
  10.   
  11.   
  12. namespace AbstractFactory  
  13. {  
  14.     class BusFactory:IFactory   
  15.     {  
  16.         public Car CreateCar()  
  17.         {  
  18.             return new Bus();  
  19.         }  
  20.     }  
  21. }  
[csharp]

  1. /********************************************************************************** 
  2.      * 类说明: 客户端,比如需要一辆公交车
  3.      * 开发时间:2015/8/20 16:06:39 
  4.      * 开发版本:V4.0.0    **********************************************************************************/  
  5.   
  6. using System;  
  7. using System.Collections.Generic;  
  8. using System.Linq;  
  9. using System.Text;  
  10.   
  11. namespace AbstractFactory  
  12. {  
  13.     class Client  
  14.     {  
  15.         static void Main(string[] args)  
  16.         {  
  17.             IFactory factory = new BusFactory();//实例化公交车工厂  
  18.             Car car = factory.CreateCar();   //公交车工厂创建出公交车  
  19.             car.GetCar();  
  20.         }  
  21.     }  
  22. }  

好处:遵守开闭原则,直接添加具体产品类和相应工厂类,实例化哪一个工厂放在客户端

不足:第一:增加一个产品就要增加一个产品工厂类,额外开发,第二:把简单工厂内部逻辑移到客户端,所以之前修改工厂类,现在修改客户端,问题还是存在,抽象工厂的出现了。。。

三、抽象工厂:

      工厂方法虽解决简单工厂违背开闭原则的问题,但它每个工厂只能生产一种产品,对于系列产品表示无能为力,而且大家都看到工厂能获益,随着工厂的增多,用户的需求,这时有了品牌的概念,比如想要宝马的卡车,奔驰的公交车等。。。

类图:


代码:

[csharp]

  1. /********************************************************************************** 
  2.      * 类说明: 车的抽象类,下面有公交车、卡车等,有生产车的虚方法
  3.      * 开发时间:2015/8/20 16:06:03 
  4.      * 开发版本:V4.0.0    **********************************************************************************/  
  5.   
  6. using System;  
  7. using System.Collections.Generic;  
  8. using System.Linq;  
  9. using System.Text;  
  10.   
  11.   
  12. namespace AbstractFactory  
  13. {  
  14.     public class Bus  
  15.     {  
  16.         public virtual void GetCar()  
  17.         {  
  18.         }  
  19.     }  
  20. }  
[csharp]

  1. /********************************************************************************** 
  2.      * 类说明: 车的具体类之一,奔驰公交车
  3.      * 开发时间:2015/8/20 16:06:39 
  4.      * 开发版本:V4.0.0    **********************************************************************************/  
  5.   
  6. using System;  
  7. using System.Collections.Generic;  
  8. using System.Linq;  
  9. using System.Text;  
  10.   
  11.   
  12. namespace AbstractFactory  
  13. {  
  14.     public class BenzBus : Bus  
  15.     {  
  16.         public override void GetCar()  
  17.         {  
  18.             Console.WriteLine("生产出奔驰公交车!");  
  19.         }  
  20.     }  
  21. }  
[csharp]
  1. **********************************************************************************  
  2.      * 类说明: 奔驰工厂,生产奔驰公交和奔驰卡车
  3.      * 开发时间:2015/8/20 16:25:07  
  4.      * 开发版本:V4.0.0    **********************************************************************************/  
  5.   
  6. using System;  
  7. using System.Collections.Generic;  
  8. using System.Linq;  
  9. using System.Text;  
  10.   
  11.   
  12. namespace AbstractFactory  
  13. {  
  14.   public  class BenzFactory : IFactory   
  15.     {  
  16.         public Bus  CreateBus()  //生产奔驰公交  
  17.         {  
  18.             return new BenzBus();  
  19.         }  
  20.         public Truck CreateTruck()//生产奔驰卡车  
  21.         {  
  22.             return new BenzTruck();  
  23.   
  24.         }  
  25.     }  
  26. }  
[csharp]

  1. /********************************************************************************** 
  2.      * 类说明: 客户端,需要奔驰公交和宝马卡车
  3.      * 开发时间:2015/8/20 16:06:39 
  4.      * 开发版本:V4.0.0    **********************************************************************************/  
  5. using System;  
  6. using System.Collections.Generic;  
  7. using System.Linq;  
  8. using System.Text;  
  9.   
  10. namespace AbstractFactory  
  11. {  
  12.     class Client  
  13.     {  
  14.         static void Main(string[] args)  
  15.         {  
  16.              Bus bb = new BenzBus();//声明为父类  
  17.             IFactory bf = new BenzFactory();  //创建奔驰工厂  
  18.             bb = bf.CreateBus(); //生产奔驰公交  
  19.             bb.GetCar();      
  20.   
  21.             Truck bt = new BMWTruck();//声明为父类  
  22.             IFactory tf = new BMWFactory();//创建宝马工厂  
  23.             bt = tf.CreateTruck();//生产宝马卡车  
  24.             bt.GetCar();         
  25.         }  
  26.     }  
  27. }  

好处:可以解决工厂方法每个工厂只能生产单一产品的工厂,根据产品需求进一步抽象出一个工厂类的抽象类,所以为抽象工厂。通过改变具体工厂使用不同产品配置,第二:具体创建实例过程与客户端分离,客户端通过抽象接口操纵实例,

不足:增加新产品,比如上图大众的轿车,就要添加轿车抽象类,和下面的大众轿车,大众卡车等,还有修改抽象工厂,和具体的工厂,比如上图就要添加大众的具体工厂,要修改的地方太多啦,这时就显得糟糕了,不过可以通过简单工厂改进抽象工厂。

抽象工厂的改进(更换数据库的问题):

    简单工厂改进抽象工厂:一个database类,可以创建iuseridepartmentsqlaccess产品,如果需要更换oracle数据库呢?又需要在database中修改case分支,添加oracle数据库的分支判断,违背开闭原则,不好维护,这时把数据库作为字符串拿出来,反射出场了。

        反射+抽象工厂:assembly.load(程序集).createinstance(命名空间.要实例化类名称),原来写死在程序里,现在字符串来是实例化对象(变量可以更换),数据库使用由db决定,去除databaseswitch判断,不过还需要改程序中db的值,不完美,有没有一种不修改程序的方法,当然可以读取配置文件啊。

        配置文件+反射:真正符合开闭原则,读文件时给DB字符串赋值,写明用sql还是access,这样database也不用更改啦。

四、比较:

         比较:简单工厂:生产同一等级任何产品,一个工厂多生产线;对增加新产品无能                                                   为力;

                       工厂方法:同一等级结构固定产品,多个工厂;

                       抽象工厂:生产不同系列的全部产品,对增加新产品无能为力。

         每种模式都有自己的优点和弊端,只有最适合它的场景,没有最好的时候,只要满足自己的需求就是最好的。


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