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再次回顾设计模式——工厂三姐妹

简介:   设计模式可谓再熟悉不过了,工厂三姐妹是设计模式中最常见的,也是面试中最常问的,但是就在昨天联想面试的时候面试官问我工厂方法和抽象工厂的区别,我心里特别明白两者之间的关系,但是就是用语言组织不起来,说了半天面试官也只能听懂个大概。
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  设计模式可谓再熟悉不过了,工厂三姐妹是设计模式中最常见的,也是面试中最常问的,但是就在昨天联想面试的时候面试官问我工厂方法和抽象工厂的区别,我心里特别明白两者之间的关系,但是就是用语言组织不起来,说了半天面试官也只能听懂个大概。还是平时总结的少,今天我们重新回顾一下这三个设计模式。

  工厂是什么意思呢?结合三者的特点,我认为可以这样理解:工厂可以看做一个特殊的类,在这个类中专门负责生产一系列产品(对象)的一个集合就可以成为工厂。
那么上述三种模式之间究竟是怎样的关系呢?各自又有什么优缺点呢?

一、简单工厂模式 VS 工厂方法模式

1、先来看一个简单工厂的一段代码:

<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">public class OperationFactory  
    {  
        //声明一个方法用来实例化,可是为什么要用静态方法呢                                            public  static Operation createOperate(string operate)                              {  
            Operation oper = null;  
            switch (operate )  
            {  
                  //通过分支语句对子类进行实例化                                                          case "+":  
                    oper = new OperationAdd();  
                     break;  
                case "-":  
                    oper = new OperationSub();  
                    break;  
                case "*":  
                    oper=new OperationMul ();  
                    break;  
                case "/":  
                    oper =new OperationDiv ();  
                    break;  
  
            }  
            return oper ;  
        } </span>

  通过代码我们可以看出,在简单工厂中,可以讲多种需要实例化的对象在一个分支结构中一次性的完成。具体的选择要留给客户端去做。
例如:

<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">oper= OperationFactory.createOperate("+");</span>
那我们继续扩展,当我们想要在程序中增加一种算法符号,这时,我们必须对简单工厂中的分支语句进行修改,这样其实就违背了设计模式中的开放——封闭原则。为了避免对内修改,我们再来看一下工厂方法模式。

2、工厂方法模式

       核心思想:创建一个接口,子类去实现这个接口,同时,根据子类来决定究竟要实例化哪个对象。
看一段代码:
<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;"> interface IFactory //定义一个接口  
    {//非静态                                                                                                                           Operation CreateOperation();  
  
    }  
    class AddFactory:IFactory  
    {  
        public Operation CreateOperation()  
        {  
            return new OperationAdd();//子类j决定具体对哪个子类进行实例化  
        }  
    }  
  
    class SubFactory:IFactory  
    {  
        public Operation CreateOperation()  
        {  
            return new OperationSub();  
        }  
    }</span>

其余代码类似略。
   通过工厂方法模式,我们可以发现,如果现在再增加一个运算符的话,我们只需要额外增加一个运算符子类和实现接口的子类就好了,而不用去对已经写好的类进行修改了。可见与简单工厂相比,工厂方法模式遵循了开放——封闭原则:即对外扩展,对内封闭。
还有一个小小的区别:在简单工厂中用static声明方法为静态方法,而工厂方法中却未用到静态方法,原因是:在简单工厂中由于不需要子类进行继承,所以使用静态方法可以避免实例化,可以用类来直接调用方法。而在工厂方法中由于存在继承关系,所以不能使用静态方法

二、 工厂方法 VS 抽象工厂

      我认为其实这二者本属于一类。
      最主要的区别是:
      工厂方法:涉及到的是只需定义一个产品类和一个对象接口,可以派生出多个子类。
      而抽象工厂:定义一系列即多个产品类和多个对象接口,分别派生出多个子类。
     这里,不多做解释。

三、简单工厂 VS 抽象工厂

    在抽象工厂中可以定义多个产品类和对象接口,可是,如果我们想要在此基础上多加一个产品,那么此时,需要增加的类就会很多,同时还需要去更改涉及到的各个工厂。这其实无形中就已经增加了代码的维护量。对于编程来说又是一个不好的兆头。那么有什么办法可以改进它呢?其实,简单工厂可以弥补这个缺陷。

举一个大话设计模式中的例子:创建数据库:SqlServer和Access两类,同时包含IUser和IDepartment两张表如果用抽象工厂方法来设计如图:


  如图,如果此时,我们想要在增加一个项目表Project时,必须增加项目接口,SqlserverProject和AccessProject的类同时,还必须修改企业两个工厂,在两个工厂中增加实例化Project的项,造成代码维护量增加。
此时,如果我们把IFactory抽象工厂用一个DataAccess来代替,同时增加一个字符串变量,利用简单工厂来实例化字符串变量中所指定的数据库。
简单工厂方法的类图如下:


  当然,我们可以看出来,利用简单工厂方法,虽然改动相对少了,但是仍然违背了开放——封闭原则,因为在增加其他表时,仍需要改动DataAccess中的分支语句,所以,对于简单工厂和抽象工厂方法二者应该酌情使用,二者都有自己的优点和缺点,我们应该根据具体情况具体分析。
当然为了进一步改进,大话设计模式中还提到了利用“反射”和配置文件的技术。总之,设计模式是一门艺术,只有更好,没有最好!

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邵鸿鑫
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