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c#设计模式-创建型模式之工厂模式

news 2025/9/16 14:06:30

前言：

工厂模式（Factory Pattern）是一种常用的对象创建型设计模式。该模式的主要思想是提供一个创建对象的接口（也可以是抽象类、静态方法等），将实际创建对象的工作推迟到子类中进行。这样一来，客户端只需关注接口而无须了解具体的类实现，实现了代码的解耦，提高了系统的可维护性和扩展性。

工厂模式可以分为简单工厂模式，工厂方法模式和抽象工厂模式。

简单工厂模式：又叫静态工厂方法模式，它是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例，但它不属于工厂模式家族，它属于创建型模式，但不属于23种GOF设计模式之一。
工厂方法模式：提供了一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法让类把实例化推迟到子类。
抽象工厂模式：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定他们具体的类。

简单工厂模式

简单工厂模式主要由三个部分组成：

工厂角色（Factory）：负责实现创建所有实例的内部逻辑
抽象产品角色（Product Interface）：是工厂类所创建所有对象的父类，封装了各种产品对象的公有方法
具体产品角色（ConcreteProduct）：它是抽象产品角色的一个或多个具体角色，完成具体产品的创建

简单工厂模式适合于产品数量较少且稳定，客户端只需要传入工厂类的参数，对于如何创建对象的逻辑不需要关心的情况。如果产品数量较多且经常变动，使用简单工厂可能会导致工厂方法内部过于复杂，不便于管理和维护。

抽象产品角色

创建一个动物接口，有一个方法speak

public interface IAinimal
{void Speak();
}

具体产品角色

创建两个实现了IAnimal接口的类，分别是Dog和Cat

public class dog : IAinimal
{public void Speak(){Console.WriteLine("汪汪汪");}
}public class cat : IAinimal
{public void Speak(){Console.WriteLine("喵喵喵");}
}

工厂角色

创建一个简单工厂类SimpleAinimalFactory，里面有一个静态方法CreateAinimal，该方法接收一个字符串参数，根据参数创建不同的对象

public static class SimpleAinimalFactory
{public static IAinimal CreateAinimal(string type){if ("cat".Equals(type)){return new cat();}else if ("dog".Equals(type)){return new dog();}else{throw new Exception("Invalid animal type");}}
}

使用简单工厂

    public static void Main(string[] args){IAinimal dog = SimpleAinimalFactory.CreateAinimal("dog");dog.Speak();IAinimal cat = SimpleAinimalFactory.CreateAinimal("cat");cat.Speak();}

后期如果再加新的动物，我们势必要需求修改SimpleAinimalFactory的代码，违反了开闭原则。

工厂方法模式

针对上例中的缺点，使用工厂方法模式就可以完美的解决，完全遵循开闭原则。

工厂方法模式的主要角色：

抽象工厂（Abstract Factory）：提供了创建产品的接口，调用者通过它访问具体工厂的工厂方法来创建产品。
具体工厂（ConcreteFactory）：主要是实现抽象工厂中的抽象方法，完成具体产品的创建。
抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能。
具体产品（ConcreteProduct）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它同具体工厂之间一一对应。

抽象产品和具体产品同上不变，将工厂角色抽出来，改成抽象工厂+具体工厂

抽象工厂

public interface IAinimalFactory
{IAinimal createAinimal();
}

具体工厂

public class CatAinimalFactory : IAinimalFactory
{public IAinimal createAinimal(){return new cat();}
}public class DogAinimalFactory : IAinimalFactory
{public IAinimal createAinimal(){return new dog();}
}

使用工厂

    public static void Main(string[] args){var catAinimalFactory = new CatAinimalFactory();var ainimal = catAinimalFactory.createAinimal();ainimal.Speak();}

与简单工厂不同的地方就是这边先获取一个对应的具体工厂，再通过具体工厂拿到具体产品。在使用时，用于只需知道产品对应的具体工厂，关注具体的创建过程，甚至不需要知道具体产品类的类名，当我们选择哪个具体工厂时，就已经决定了实际创建的产品是哪个了。

前言：