C#面向对象设计模式纵横谈第5讲：Factory Method 工厂方法模式

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簡體傳統

2005.12.19 李建忠

从耦合关系谈起

耦合关系直接决定着软件面对变化时的行为

-模块与模块之间的紧耦合使得软件面对变化时，相关模块都要随之更改

-模块与模块之间的松耦合使得软件面对变化时，一些模块更容易被替换或者更改，但其他模块保持不变

抽象部分变化慢，细节（具体）部分变化快；高层部分变化慢，底层部分变化快。

当我们对于系统的认识无法梳理出上面的图时，最好不要一开始就用设计模式，设计模式其实是一个演绎的过程。当我们对软件认识不断深化时，慢慢就会知道哪些是主要的，哪些是次要的，就能梳理出一个抽象和具体的层次，再考虑用哪种设计模式。

第二幅图满足了依赖倒置原则，中间的主线是变化慢的部分，分支都是用接口相连。这样的松耦合使得模块与模块之间的连接用接口连接，接口是相对稳定的部分，接口的实现是相对变化的部分。例如：去帮我买一条毛巾，只告诉了是毛巾这样事物，而毛巾的具体品种、颜色并没有具体的需求。大自然创造的世界，遍地都是松耦合、高内聚。例如屋子里的凳子和桌子、床单和被子等，当我们需要换床单时，是不需要换床的。床和床单之间有一个接口，床是主线，床需要床单的接口，只要具体的床单满足这个尺寸接口，就可以接上。主逻辑的变化成本比辅逻辑的变化成本高，所以尽量让辅逻辑的变化较少的影响主逻辑。因此我们设计软件的原则是，先稳定下接口，再考虑具体实现。

动机（Motivation）

在软件系统张中，经常面临着“某个对象”的创建工作：由于需求的变化，这个对象（的具体实现）经常面临着剧烈的变化，但是它却拥有比较稳定的接口。

如何应对这种变化？如何提供一种“封装机制”来隔离出“这个易变对象”的变化，从而保持系统中“其他依赖对象的对象”不随着需求改变而改变？

意图（Intent）

定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。Factory Method使得一个类的实例化延迟到子类。

——《设计模式》GoF

结构（Structure）

例说Factory Method应用

汽车

汽车测试

但是这种测试只能测试一种Car，如果要测试其他类型的Car，需要修改代码并重新编译。

为了应对这种改变，我们需要把Car先变成抽象类。

然后我们在客户程序使用的时候，把所有的Car都换成抽象的AbstractCar，这样客户程序就不需要了解具体测试的是哪个Car了。客户程序如下

但这种代码明显是错误的，抽象类不能直接实例化，因此我们比较好的方法是把抽象的Car传递进来

如果现在我们需要Car的多个实例，那么参数只接收一个抽象的Car就显得不那么适用了。我们可能想到的方法是把传进来的Car做一个浅拷贝Memberwise，但是浅拷贝是一个protected方法，并且不能拷贝引用，但是这也是有办法解决的，这种克隆的做法可以，但是现在我们研究另一种做法。我们希望能有一个创建Car的工厂，这样我们在客户程序就不需要关心Car的实例，只管用这个工厂去创建具体的Car。

Car的具体实现

Car工厂

（纠正：CarFactory类中的CreateCar方法应该返回抽象的AbstractCar类型，CarFactory的类和具体HongqiCarFactory的类在实际中应该放在两个不同的文件夹中）

因为客户程序需要用到CarFactory，所以CarFactory中不应该涉及到Car的具体实现，CarFactory应该是一个抽象的工厂类，因此HongqiCar的工厂需要一个继承自抽象CarFactory的具体工厂。在应用程序调用的时候，传入客户程序的工厂应该是具体的HongqiCarFactory工厂。