C#设计模式之工厂模式

工厂模式包含：简单工厂->工厂方法->抽象工厂，是设计模式中的创建型模式

1. 简单工厂模式：用来生产同一等级结构中的任意产品(对于增加新的产品，需要覆盖已有代码（工厂类里的GetCalcultor方法）
在这里插入图片描述

注：新增产品需要修改工厂类创建产品的方法较为麻烦！！

**2. 工厂方法模式：**用来生产同一等级结构中的固定产品(支持增加任意产品)
在这里插入图片描述

注：将判断调用代码独立出去（类中不再进行判断），新增产品仅需增加对应的产品类和工厂类即可

具体调用的代码如下：

ICalcultor? cal1;
ICalFactory? calFactory;
switch (sOper)
{case "+":calFactory = new AddFactory();cal1 = calFactory.GetCalultor();break;case "*":calFactory = new MulFactory();cal1 = calFactory.GetCalultor();break;case "%":calFactory = new ModFactory();cal1 = calFactory.GetCalultor();break;//case "/":...//...default: cal1 = null;break;
}

**3. 抽象工厂模式：**围绕一个超级工厂创建其他工厂。该超级工厂又称为其他工厂的工厂（适用于产品族）

特点：一个工厂对多个产品，但新增产品处需新增产品类外还需要修改工厂接口和具体工厂类！！！
在这里插入图片描述

调用代码如下：

 #region 抽象工厂//windows组件IGUIFactory IWinFactory;IGUIComponent oWinLayout, oWinSpacer, oWinButton;Console.WriteLine($"创建windows组件如下：");IWinFactory = new WinFactory();oWinLayout = IWinFactory.CreateLayout();oWinSpacer = IWinFactory.CreateSpacer();oWinButton = IWinFactory.CreateButton();//使用组件oWinLayout.paint();oWinSpacer.paint();oWinButton.paint();//MacOS组件IGUIFactory IMacOsFactory;IGUIComponent oMacOSLayout, oMacOSSpacer, oMacOSbutton;Console.WriteLine($"创建MacOS组件如下：");IMacOsFactory = new MacOSFactory();oMacOSLayout = IMacOsFactory.CreateLayout();oMacOSSpacer = IMacOsFactory.CreateSpacer();oMacOSbutton = IMacOsFactory.CreateButton();oMacOSLayout.paint();oMacOSSpacer.paint();oMacOSbutton.paint();#endregion

附录. 完整代码

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using static System.Formats.Asn1.AsnWriter;namespace ConsoleCsharp00
{internal class 设计模式{public static void Test(){#region 简单工厂try{Console.WriteLine("请输入运算数1：");double dNumA = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());Console.WriteLine("请输入运算符：");string? sOper = Console.ReadLine();Console.WriteLine("请输入运算数2：");double dNumB = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());ICalcultor? cal = new CalFactory().GetCalultor(sOper);if (cal != null){cal.NumA = dNumA;cal.NumB = dNumB;Console.WriteLine($"{dNumA} {sOper} {dNumB} = {cal.GetResult()}");}}catch{Console.WriteLine("输入不合理");}#endregion#region 工厂方法模式//客户端代码：仅与工厂接口和产品接口交互，具体使用哪种产品由具体工厂创建：创建逻辑与使用逻辑的分离try{ICalcultor? cal1;ICalFactory? calFactory;Console.WriteLine("请输入运算数1：");double dNumA = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());Console.WriteLine("请输入运算符：");string? sOper = Console.ReadLine();Console.WriteLine("请输入运算数2：");double dNumB = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());switch (sOper){case "+":calFactory = new AddFactory();cal1 = calFactory.GetCalultor();break;case "*":calFactory = new MulFactory();cal1 = calFactory.GetCalultor();break;case "%":calFactory = new ModFactory();cal1 = calFactory.GetCalultor();break;//case "/":...//...default: cal1 = null;break;}if (cal1 != null) {cal1.NumA = dNumA;cal1.NumB = dNumB;Console.WriteLine($"{dNumA} {sOper} {dNumB} = {cal1.GetResult()}");}}catch{Console.WriteLine("输入不合理");}#endregion#region 抽象工厂//windows组件IGUIFactory IWinFactory;IGUIComponent oWinLayout, oWinSpacer, oWinButton;Console.WriteLine($"创建windows组件如下：");IWinFactory = new WinFactory();oWinLayout = IWinFactory.CreateLayout();oWinSpacer = IWinFactory.CreateSpacer();oWinButton = IWinFactory.CreateButton();//使用组件oWinLayout.paint();oWinSpacer.paint();oWinButton.paint();//MacOS组件IGUIFactory IMacOsFactory;IGUIComponent oMacOSLayout, oMacOSSpacer, oMacOSbutton;Console.WriteLine($"创建MacOS组件如下：");IMacOsFactory = new MacOSFactory();oMacOSLayout = IMacOsFactory.CreateLayout();oMacOSSpacer = IMacOsFactory.CreateSpacer();oMacOSbutton = IMacOsFactory.CreateButton();oMacOSLayout.paint();oMacOSSpacer.paint();oMacOSbutton.paint();#endregion}}#region 工厂方法模式/* 1）场景：“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。* 2）定义一个创建对象的工厂接口，由其子类决定要实例化的类，将实际创建工作推迟到子类中*    eg：运算器（双目），包含各种算法（加、减、乘、除、取余等等），由运算符决定实例化什么子类*//********简单工厂->工厂方法->抽象工厂：******  1、简单工厂：*    工厂类：根据需求创建具体的对象；*    抽象产品类：接口或抽象类，定义产品的公共接口*    具体产品：继承或实现抽象产品类，实现自身产品具体方法*    *    缺点：新增一个产品需修改工厂类的Get产品的方法（如下文的GetCalultor）*    优化：将工厂方法提取成一个接口=>工厂方法模式*    *  2、工厂方法（将简单工厂的工厂类进行抽象，增加具体工厂类去创建对应的产品）：*    抽象工厂类：接口/抽象类；*    具体工厂类：每个具体工厂类对应一种产品类型；*    抽象产品类：*    具体产品类：    *    *    调用代码：即将需求判断交付给具体调用的地方去判断，但调用时不与具体产品对接*              实现创建逻辑与使用逻辑的分离*     *    优点：新增产品只需增加对应的产品类和工厂类即可，无需改动类内部的代码；*    缺点：类结构边复杂了*       *  3、抽象工厂：适用于产品族*    抽象工厂：定义了创建一系列产品的方法，每个方法对应一种产品。*    具体工厂：实现了抽象工厂接口，负责创建具体的产品。*    *    *///1、简单工厂/// <summary>/// 双目运算器接口--抽象产品类/// </summary>interface ICalcultor{public double  NumA{get;set;}public double NumB {get;set;}public double GetResult();}/// <summary>/// 双目运算器工厂类：根据用户需求（运算符类型）创建具体的对象/// </summary>class CalFactory{public ICalcultor? GetCalultor(string sOper){ICalcultor? cal;switch (sOper) {case "+":cal = new CalAdd();break;case "*":cal = new CalMul();break;case "%":cal = new CalMod();break;//case "/":cal = new CalDiv();break;//...default: cal = null;break;}return cal;}}///具体产品类：加、取余、...class CalAdd : ICalcultor{private double dNumA = 0.0;private double dNumB = 0.0;public double NumA { get { return dNumA; } set { dNumA = value; } }public double NumB { get { return dNumB; } set { dNumB = value; } }public double GetResult(){return ( dNumA + dNumB );}}class CalMul : ICalcultor{private double dNumA = 0.0;private double dNumB = 0.0;public double NumA { get { return dNumA; } set { dNumA = value; } }public double NumB { get { return dNumB; } set { dNumB = value; } }public double GetResult(){return ( dNumA * dNumB );}}class CalMod : ICalcultor{private double dNumA = 0.0;private double dNumB = 0.0;public double NumA { get { return dNumA; } set { dNumA = value; } }public double NumB { get { return dNumB; } set { dNumB = value; } }public double GetResult(){return (dNumA % dNumB);}}//class CalDiv...可自行扩展//每次扩展新产品需要修改工厂类的方法，不符合开闭原则//将工厂类进行抽象变成=>工厂方法模式；增加客户端代码判断需求//2、工厂方法/// <summary>/// 抽象工厂接口/// </summary>interface ICalFactory{public ICalcultor GetCalultor();}//具体产品对应的工厂类class AddFactory : ICalFactory{public ICalcultor GetCalultor(){return new CalAdd();}}class MulFactory : ICalFactory{public ICalcultor GetCalultor(){return new CalMul();}}class ModFactory : ICalFactory{public ICalcultor GetCalultor(){return new CalMod();}}//class DivFactory : ICalFactory//...自行扩展//3、抽象工厂//抽象工厂模式：将工厂方法的客户端调用封装成一个类，适用于产品族；抽象工厂为超级工厂，可调用多个工厂生产多种类型产品//eg：不同操作系统的GUI组件//GUI产品接口interface IGUIComponent{public void paint();}//工厂接口：生产所有的组件interface IGUIFactory{public IGUIComponent CreateLayout();public IGUIComponent CreateSpacer();public IGUIComponent CreateButton(); }//Windows组件class WindowsLayout : IGUIComponent{public void paint(){Console.WriteLine("布局组件：WindowsLayout");}}class WindowsSpacer : IGUIComponent{public void paint(){Console.WriteLine("分隔组件：WindowsSpacer");}}class WindowsButton : IGUIComponent{public void paint(){Console.WriteLine("按钮组件：WindowsButton");}}//windows工厂：生产所有windows组件class WinFactory: IGUIFactory{public IGUIComponent CreateLayout(){return new WindowsLayout();}public IGUIComponent CreateButton(){return new WindowsButton();}public IGUIComponent CreateSpacer(){return new WindowsSpacer();}}//MacOS组件class MacOSLayout : IGUIComponent{public void paint(){Console.WriteLine("布局组件：MacOSLayout");}}class MacOSSpacer : IGUIComponent{public void paint(){Console.WriteLine("分隔组件：MacOSSpacer");}}class MacOSButton : IGUIComponent{public void paint(){Console.WriteLine("按钮组件：MacOSButton");}}//MacOS工厂：生产所有MacOS组件class MacOSFactory : IGUIFactory{public IGUIComponent CreateLayout(){return new MacOSLayout();}public IGUIComponent CreateButton(){return new MacOSButton();}public IGUIComponent CreateSpacer(){return new MacOSSpacer();}}#endregion
}