• 創(chuàng)建型模式
• 簡單工廠模式
• 工廠方法模式
  • IOC與工廠方法模式的結(jié)合
  • 泛型工廠
  • 委托工廠

創(chuàng)建型模式

創(chuàng)建型模式可以隔離客戶程序?qū)π枰獙?shí)例化類型的依賴關(guān)系，這類模式一般通過將實(shí)例化具體對象的職責(zé)委托給第三方對象的方式，使得客戶程序或者外部系統(tǒng)在獲得所需的具體類型實(shí)例的同時(shí)，而不必對其發(fā)生直接的引用。

創(chuàng)建型模式包括：

• 工廠方法模式
• 單例模式
• 抽象工廠模式
• 創(chuàng)建者模式
• 原型模式

按照大多數(shù)設(shè)計(jì)模式書籍采用的順序，首先從工廠方法模式開始。

簡單工廠模式

簡單工廠模式并沒有被歸入23種設(shè)計(jì)模式之列，但可以作為學(xué)習(xí)工廠方法模式前的預(yù)備。簡單工廠模式在管理對象創(chuàng)建方面，提供的是最簡單的方案，它僅僅簡單的對不同類對象的創(chuàng)建進(jìn)行了一層薄薄的封裝，客戶程序在使用時(shí)，通過向簡單工廠傳遞一個(gè)類型來指定要?jiǎng)?chuàng)建的對象，其UML類圖如下：

Client需要的是具體的產(chǎn)品ConcreteProductA或者ConcreteProductB，如果直接new()就會依賴對象實(shí)例，引入簡單工廠后，Client變成了依賴IProduct和SampleFactory。

代碼示例：

//產(chǎn)品接口
public interface IProduct { };
//具體產(chǎn)品
public class ConcreteProductA : IProduct { }
public class ConcreteProductB : IProduct { }

public enum Category { A, B }
//簡單工廠
public class SampleFactory
{
    public IProduct Create(Category category)
    {
        switch (category)
        {
            case Category.A:
                return new ConcreteProductA();
            case Category.B:
                return new ConcreteProductB();
            default:
                throw new ArgumentOutOfRangeException();
        }
    }

}

調(diào)用：

[Test]
public void SampleFactoryTest()
{
    SampleFactory sampleFactory = new SampleFactory();
    IProduct product = sampleFactory.Create(Category.A);
    Assert.AreEqual(product.GetType(), typeof(ConcreteProductA));
}

工廠方法模式

簡單工廠模式中的工廠負(fù)責(zé)生產(chǎn)所有的產(chǎn)品類型，但如果工廠負(fù)責(zé)生產(chǎn)的產(chǎn)品只有一種，就可以進(jìn)一步抽象了，這便出現(xiàn)了工廠模式。
GOF對工廠方法模式的描述是：
Define an interface for creating an object, but let subclasses decide which class toinstantiate. Factory Method lets a class defer instantiation to subclasses..
— Design Patterns : Elements of Reusable Object-Oriented Software

工廠方法模式定義了一個(gè)抽象的工廠，它的子類實(shí)體工廠都有統(tǒng)一通用的工廠方法，用來生產(chǎn)具體的產(chǎn)品，這樣就把類的實(shí)例化延遲到其子類。
工廠方法主要有四個(gè)角色：

• 抽象產(chǎn)品類型（Product）,工廠要加工的對象所具有的抽象特征實(shí)體。
• 具體產(chǎn)品類型（Concrete Product），實(shí)現(xiàn)客戶程序所需要的抽象特質(zhì)的類型，它就是工廠需要延遲實(shí)例的備選對象。
• 抽象工廠類型（IFactory），定義一個(gè)工廠方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)，它返回抽象產(chǎn)品類型。
• 具體工廠類型（Concrete Factory）：重新定義了產(chǎn)品創(chuàng)建過程，返回具體產(chǎn)品類型。

UML類圖

代碼示例：

//抽象產(chǎn)品類型
public interface IProduct
{
    string Name { get; } //抽象產(chǎn)品所必須具有的特征
}

//具體產(chǎn)品類型
public class ProductA : IProduct
{
    public string Name { get { return "A"; } }
}
public class ProductB : IProduct
{
    public string Name { get { return "B"; } }
}

//抽象工廠類型
public interface IFactory
{
    IProduct Create(); //抽象的工廠描述
}

//具體工廠類型
public class FactoryA : IFactory
{
    public IProduct Create()
    {
        return new ProductA();
    }
}

public class FactoryB : IFactory
{
    public IProduct Create()
    {
        return new ProductB();
    }
}

調(diào)用：

public class Client1
{
    public void SomeMethod()
    {
        IFactory factory = new FactoryA();
        IProduct product = factory.Create();
    }
}

客戶程序需要使用IProduct的時(shí)候，只需要獲取到IFactory，通過調(diào)用其統(tǒng)一制定的Create()方法就可以獲取到具體的產(chǎn)品，具體需要哪個(gè)產(chǎn)品由Factory決定。這樣就隔離了客戶程序?qū)唧w產(chǎn)品的依賴，但這里還有個(gè)問題是在獲取IFactory的時(shí)候需要初始化具體的工廠，這樣就對具體的工廠產(chǎn)生了依賴。

IOC與工廠方法模式的結(jié)合

為了解決上述問題，可以把IFactory作為客戶程序的參數(shù)，然后采用依賴注入的方式將具體的工廠注入：

public class Client2
{
    private IFactory factory;
    public Client2(IFactory factory)
    {
        this.factory = factory;
    }
    public string SomeMethod()
    {
        IProduct product = factory.Create();
        return product.Name;
    }
}

這樣客戶程序就變成了真正地只依賴IFactory和IProduct了，但問題是不論采用哪種依賴注入框架，都需要注冊接口與實(shí)例的映射關(guān)系，那么這種方式就只是相當(dāng)于把對具體產(chǎn)品的依賴“甩”到了“客戶程序的客戶程序”，怎么辦呢，退無可退的時(shí)候，考慮把接口與實(shí)例的映射關(guān)系放到配置文件吧。

泛型工廠

上面的工廠方法模式中，每個(gè)具體的工廠負(fù)責(zé)生產(chǎn)一種產(chǎn)品，且都實(shí)現(xiàn)了抽象工廠的Create()方法，于是借助泛型可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的抽象：

public interface IFactory<T>
{
    T Create(); //抽象的工廠描述
}

public abstract class FactoryBase<T> : IFactory<T> where T : new()
{
    public virtual T Create()
    {
        return new T();
    }
}

public class ProductAFactory : FactoryBase<ProductA> {

    public override ProductA Create(){
        return new ProductA();
    }
}

public class ProductBFactory : FactoryBase<ProductB> { }

在抽象工廠和具體的工廠之間增加了支持泛型的FactoryBase，在這里實(shí)現(xiàn)了通用的Create()方法。如果某個(gè)具體工廠需要特殊的Create流程，只需重寫虛方法即可。這樣在工廠種類比較多而流程有大多相同的情況下，可以減少很多代碼。

委托工廠

前面代碼中的工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品都是對象，如果需要生產(chǎn)的是方法呢，C#的委托機(jī)制可以方便地滿足這種需求。
委托的本質(zhì)是方法的指針，是對一類方法的抽象。所以委托本身就可以作為抽象產(chǎn)品的定義，而與委托簽名一致的方法就是具體產(chǎn)品了。

代碼示例：

public delegate int CalculateHandler(params int[] items);

public class Calculator
{
    public int Add(params int[] items)
    {
        int result = 0;
        foreach (var item in items)
        {
            result += item;
        }
        return result;
    }

    public int Multi(params int[] items)
    {
        int result = 1;
        foreach (var item in items)
        {
            result *= item;
        }
        return result;
    }
}

public class AddHandlerFactory : IFactory<CalculateHandler>
{
    public CalculateHandler Create()
    {
        return new Calculator().Add;
    }
}

public class MultiHandlerFactory : IFactory<CalculateHandler>
{
    public CalculateHandler Create()
    {
        return new Calculator().Multi;
    }
}

調(diào)用：

[Test]
public void CalculateHandlerTest()
{
    CalculateHandler addHandler = new AddHandlerFactory().Create();
    Assert.AreEqual(1 + 2 + 3, addHandler(1, 2, 3));

    CalculateHandler multiHandler = new MultiHandlerFactory().Create();
    Assert.AreEqual(1 * 2 * 3, multiHandler(1, 2, 3));
}

參考書籍：
王翔著 《設(shè)計(jì)模式——基于C#的工程化實(shí)現(xiàn)及擴(kuò)展》