【愚公系列】2021年12月 二十三种设计模式(一)-工厂方法模式(Factory Method Pattern)
【愚公系列】2021年12月 二十三种设计模式(一)-工厂方法模式(Factory Method Pattern)
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前言
设计模式（Design pattern）是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 毫无疑问，设计模式于己于他人于系统都是多赢的，设计模式使代码编制真正工程化，设计模式是软件工程的基石，如同大厦的一块块砖石一样。项目中合理的运用设计模式可以完美的解决很多问题，每种模式在现在中都有相应的原理来与之对应，每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的核心解决方案，这也是它能被广泛应用的原因。
提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考
一、工厂方法模式(Factory Method Pattern)
工厂方法模式属于创建型模式，定义一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。
它提供了一种创建对象的最佳方式。在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，仅仅是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。
二、使用步骤
角色
1、抽象工厂（Creator）
是工厂方法模式的核心角色，任何在模式中创建的对象的工厂类必须实现这个接口；
2、具体工厂（Concrete Creator）
这是实现抽象工厂接口的具体工厂类，包含与应用程序密切相关的逻辑，并且受到应用程序调用以创建产品对象；
3、抽象产品（Product）
工厂方法模式所创建的对象的基类，也就是产品对象的共同父类或共同拥有的接口；
4、具体产品（Concrete Product）
这个角色实现了抽象产品角色所定义的接口。
示例
命名空间FactoryMethod中包含Logger日志基类，4个具体日志类，分别为TextLogger文本日志类、BinaryLogger二进制日志类、DatabaseLogger数据库日志类和CloudLogger云日志类。另外包含一个LoggerFactory工厂基类，它又包含4个对应的工厂实现类。本案例尝试以一个日志记录器来讲述工厂方法模式的运作机制。
public abstract class Logger {
public abstract void Log(string message);
}抽象日志基类Logger。
public class TextLogger : Logger {
public override void Log(string message) {
Console.WriteLine($"INFO {DateTime.UtcNow.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}" +
$" [{this.LoggerType()}] {message}");
}
}具体日志类，以文本形式记录日志。
public class BinaryLogger : Logger {
public override void Log(string message) {
Console.WriteLine($"INFO {DateTime.UtcNow.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}" +
$" [{this.LoggerType()}] {message}");
}
}具体日志类，以二进制形式记录日志。
public class DatabaseLogger : Logger {
public override void Log(string message) {
Console.WriteLine($"INFO {DateTime.UtcNow.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}" +
$" [{this.LoggerType()}] {message}");
}
}具体日志类，以数据库形式记录日志。
public class CloudLogger : Logger {
public override void Log(string message) {
Console.WriteLine($"INFO {DateTime.UtcNow.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}" +
$" [{this.LoggerType()}] {message}");
}
}具体日志类，以云服务器形式记录日志。
public abstract class LoggerFactory {
public abstract Logger CreateLogger();
}工厂基类，用于生产日志记录器。
public class TextFactory : LoggerFactory {
public override Logger CreateLogger() {
return new TextLogger();
}
}public class BinaryFactory : LoggerFactory {
public override Logger CreateLogger() {
return new BinaryLogger();
}
}public class DatabaseFactory : LoggerFactory {
public override Logger CreateLogger() {
return new DatabaseLogger();
}
}public class CloudFactory : LoggerFactory {
public override Logger CreateLogger() {
return new CloudLogger();
}
}4个具体工厂类，用于生成相应的日志记录器。
public static class Extentions {
public static string LoggerType(this Logger logger) {
return logger
.ToString()
.Replace(nameof(FactoryMethod) + ".", "")
.Replace(nameof(Logger), "");
}
}定义了一个扩展，方便处理日志字符串。
public class Program {
private static LoggerFactory _factory = null;
private static Logger _logger = null;
public static void Main(string[] args) {
_factory = new TextFactory();
CreateLogger();
_factory = new BinaryFactory();
CreateLogger();
_factory = new DatabaseFactory();
CreateLogger();
_factory = new CloudFactory();
CreateLogger();
Console.ReadKey();
}
const string LOG_MESSAGE = "I logged a lot of {0} info!";
private static void CreateLogger() {
_logger = _factory.CreateLogger();
_logger.Log(string.Format(LOG_MESSAGE, _logger.LoggerType()));
}
}以上是调用方的代码，首先需要维持日志和工厂基类，然后创建不同的日志记录器并记录日志内容。以下是这个案例的输出结果：
INFO 2018-07-20 06:17:02.871 [Text] I logged a lot of Text info!
INFO 2018-07-20 06:17:02.928 [Binary] I logged a lot of Binary info!
INFO 2018-07-20 06:17:02.932 [Database] I logged a lot of Database info!
INFO 2018-07-20 06:17:02.933 [Cloud] I logged a lot of Cloud info!总结
优点
1、一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了； 2、扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以； 3、屏蔽产品生成的具体实现，调用者只关心产品的接口。
缺点
1、每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖； 2、一个具体工厂只能创建一种具体产品。
使用场景
1、当一个类不知道它所需要的对象的类时； 2、在工厂方法模式中，客户端不需要知道具体产品类的类名，只需要知道所对应的工厂即可； 3、当一个类希望通过其子类来指定创建对象时。