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学习设计模式《一》——简单工厂

news 2025/4/26 16:21:23

一、基础概念

 1.1、接口

        简单的说：接口是【用来实现类的行为定义、约束类的行为】（即：定义可以做什么）；接口可以包含【实例方法】、【属性】、【事件】、【索引器】或这四种成员类型的任意组合。

       接口的优点：可以将外部调用和内部实现隔离开；只要接口不变，内部实现的变化就不会影响到外部应用，从而使系统更加灵活，具有更好的拓展性和可维护性。

        何时选用接口？（通常情况下优先使用接口）。

        何时选用抽象类？（既要定义子类的行为、又要为子类提供公共的功能时选抽象类）。

接口 - 定义多种类型的行为 - C# | Microsoft Learnhttps://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/csharp/fundamentals/types/interfaces接口关键字 - C# reference | Microsoft Learnhttps://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/csharp/language-reference/keywords/interface

 1.2、简单工厂

        工厂就是用来创造东西的（通常情况下工厂是用来创造接口对象的）  但是也可以用来创造抽象类，甚至是一个具体的类实例。

        简单工厂方法的内部主要实现的功能是【选择合适的实现类】来创建实例对象，涉及到选择， 就需要选择的条件或参数（这些选择条件或参数可来源于客户端传入、配置文件传入或程序运行时的某个值传入） 这样要传入参数就会存在一个缺点【就是客户端必须要知道每个参数的含义（同时也需要理解每个参数对应的功能处理）】这样的话 就导致了在一定程度上给客户端暴露了内部的一些实现细节。

简单工厂的命名：
        《类名称》：建议是【模块名称+Factory】（如接口名称是：ITestApi,则简单工厂类名称是：TestApiFactory）；
        《方法名称》：建议是【Get+接口名称】、【Create+接口名称】或【Build+接口名称】  (如接口名称是：ITestApi，则简单工厂内对应的接口名称是：GetTestApi、CreateTestApi或BuildTestApi)；

静态工厂：

        使用简单工厂的时候，通常不用创建简单工厂类的实例（没必要）， 因此可以直接把简单工厂类实现为一个工具类(即：使用static修饰方法为静态的)；而工厂的方法通常都是静态的，所以称其为静态工厂

简单工厂的优缺点
序号简单工厂优点简单工厂缺点
1帮助封装，让外部实现了真正的面向接口编程可能增加客户端的复杂度（即简单工厂是选择条件或参数来进行合适类对象的创建，对外会暴露细节，增加客户端使用难度）
2解耦，通过简单工厂，实现客户端与具体实现类的解耦不方便扩展子工厂

二、简单工厂示例

 2.1、常规接口使用方法

  1、先定义一个接口

/***
*	Title："设计模式" 项目
*		主题：简单工厂
*	Description：
*	    基础概念：
*	        接口：（接口是【用来实现类的行为定义、约束类的行为】）
*	            1、接口里的所有方法都是【抽象方法】（注意：C#8.0以前方法只有定义没有实现； C# 8.0开始，接口可以定义其部分或全部成员的默认实现）
*	            2、接口里面的所有属性都是常量
*	            3、何时选用接口？【通常情况下优先使用接口】
*	            4、使用接口的好处【可以将外部调用和内部实现隔离开；只要接口不变，
*	                内部实现的变化就不会影响到外部应用，从而使系统更加灵活，具有更好的拓展性和可维护性】
*	            5、何时选用抽象类？【既要定义子类的行为、又要为子类提供公共的功能时选抽象类】
*		功能：
*		
*	Date：2025
*	Version：0.1版本
*	Author：Coffee
*	Modify Recoder：***/namespace SimpleFactory
{/// <summary>/// 定义一个接口（接口是通用的、抽象的、非具体的功能，定义行为/// 【简单的说：就是可以做什么】）/// </summary>public interface ITestApi{/// <summary>/// 定义了一个传入字符串的测试打印方法/// </summary>/// <param name="info">需传入的参数</param>void TestPrint(string info);}
}

  2、实现接口的测试类

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;namespace SimpleFactory
{/// <summary>/// 实现接口的测试类/// </summary>internal class ImplTestApi : ITestApi{public void TestPrint(string info){if (string.IsNullOrEmpty(info)) { return; }string str = $"实现接口定义传递一个参数的打印方法,打印内容是：{info}";Console.WriteLine(str);}}//Class_end
}

  3、客户端调用

namespace SimpleFactory
{internal class Program{/// <summary>/// 客户端：测试使用ITestApi接口/// </summary>/// <param name="args"></param>static void Main(string[] args){Console.WriteLine("1-接口与实现类的示例");//仔细查看这里：我们只知到ITestApi接口，而不知道是哪个类实现了它，这样就得不到接口对象，无法使用接口，应该怎么办？ITestApi testApi=new ImplTestApi();testApi.TestPrint("你好，这是一个简单的测试");Console.ReadLine();}}//Class_end
}

  运行结果：

 2.2、简单工厂

1、再编写两个接口的实现类

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;namespace SimpleFactory
{/// <summary>/// 实现ITestApi接口的对象A/// </summary>internal class ImplA : ITestApi{public void TestPrint(string info){//具体的实现功能代码string str = $"我是对象【A】实现的打印逻辑，打印内容是：{info}";Console.WriteLine(str);}}//Class_end
}

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;namespace SimpleFactory
{/// <summary>/// 实现ITestApi接口的对象B/// </summary>internal class ImplB : ITestApi{public void TestPrint(string info){//具体的实现功能代码if (info.Contains('，')){string[] tmpStr = info.Split('，');Console.WriteLine("我是对象【B】实现的打印逻辑，打印内容是：");foreach (string s in tmpStr){Console.WriteLine(s);}}}}//Class_end
}

 2、构建简单工厂

/***
*	Title："设计模式" 项目
*		主题：简单工厂
*	Description：
*	    基础概念：
*	        工厂就是用来创造东西的（通常情况下工厂是用来创造接口对象的）
*	            但是也可以用来创造抽象类，甚至是一个具体的类实例
*	            
*	        《静态工厂》：使用简单工厂的时候，通常不用创建简单工厂类的实例（没必要），
*		              因此可以直接把简单工厂类实现为一个工具类(即：使用static修饰方法为静态的)；
*		              而工厂的方法通常都是静态的，所以称其为静态工厂
*		    《万能工厂》：
*		        一个简单工厂可以包含很多构建东西的方法（这些方法可以创建不同的接口、抽象类或类示例）
*		        也就是说理论上一个简单工厂其实可以构建任何东西，因此又叫做万能工厂
*		        注意：虽然理论上简单工厂可以创建任何东西，但是实际使用中不建议简单工厂可创建对象的范围太大，
*		              建议是一个简单工厂控制在一个独立的模块内，这样使用起来才会职责清晰不混乱
*		            
*		    《简单工厂的命名》：
*		        《类名称》：建议是【模块名称+Factory】（如接口名称是：ITestApi,则简单工厂类名称是：TestApiFactory）
*		        《方法名称》：建议是【Get+接口名称】、【Create+接口名称】或【Build+接口名称】
*		        (如接口名称是：ITestApi，则简单工厂内对应的接口名称是：GetTestApi、CreateTestApi或BuildTestApi)
*		    
*		功能：
*		     简单工厂方法的内部主要实现的功能是【选择合适的实现类】来创建实例对象，涉及到选择，
*		     就需要选择的条件或参数（这些选择条件或参数可来源于客户端传入、配置文件传入或程序运行时的某个值传入）
*		     这样要传入参数就会存在一个缺点【就是客户端必须要知道每个参数的含义（同时也需要理解每个参数对应的功能处理）】这样的话
*		     就导致了在一定程度上给客户端暴露了内部的一些实现细节
*		     
*		     《优点》：
*		            1、帮助封装，让外部实现了真正的面向接口编程
*		            2、解耦，通过简单工厂，实现客户端与具体实现类的解耦
*		     《缺点》：
*		            1、可能增加客户端的复杂度（即简单工厂是选择条件或参数来进行合适类对象的创建，对外会暴露细节，增加客户端使用难度）
*		            2、不方便扩展子工厂
*	Date：2025
*	Version：0.1版本
*	Author：Coffee
*	Modify Recoder：***/using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;namespace SimpleFactory
{/// <summary>/// ITestApi接口的简单工厂（用于创建接口的实现对象）/// （解决：只知到ITestApi接口，而不知道是哪个类实现了它，这样就得不到接口对象，无法使用接口问题）/// </summary>internal class TestApiFactory{/// <summary>/// 构建ITestApi接口的实现类/// </summary>/// <param name="implObjNum">实现对象编号</param>/// <returns>返回创建好的ITestApi对象</returns>public static ITestApi BuildTestApi(int implObjNum){ITestApi testApi = new ImplTestApi();switch (implObjNum){case 0:testApi = new ImplTestApi();break;case 1:testApi = new ImplA();break;case 2:testApi = new ImplB();break;default:break;}return testApi;}}//Class_end
}

3、客户端调用

namespace SimpleFactory
{internal class Program{/// <summary>/// 客户端：测试使用ITestApi接口/// </summary>/// <param name="args"></param>static void Main(string[] args){Console.WriteLine("1-接口与实现类的示例");//仔细查看这里：我们只知到ITestApi接口，而不知道是哪个类实现了它，这样就得不到接口对象，无法使用接口，应该怎么办？ITestApi testApi=new ImplTestApi();testApi.TestPrint("你好，这是一个简单的测试");Console.WriteLine("\n2-学习设计模式——简单工厂");/**** 通过简单工厂来获取ITestApi接口对象* （这里客户端只知道通过简单工厂创建了一个接口的对象，面向接口编程：* 从客户端这里来看，它其实根本不知道具体的实现是什么，也不知道是如何实现的，* 它只知道通过工厂获得了一个接口对象，然后通过这个接口来获取想要的功能）* * 在这里通过简单工厂帮助我们真正的面向接口编程，* 上面的【接口与实现类的示例】做法，只用到了接口的多态功能；* 而最重要的【封装隔离性】并没有体现出来* ***/ITestApi testApi1 = TestApiFactory.BuildTestApi(0);testApi1.TestPrint("你好，这是一个简单的测试");testApi1=TestApiFactory.BuildTestApi(1);testApi1.TestPrint("你好，这是一个简单的测试");testApi1 = TestApiFactory.BuildTestApi(2);testApi1.TestPrint("你好，这是一个简单的测试");Console.ReadLine();}}//Class_end
}

 运行结果

工厂模型概述 - ADO.NET | Microsoft Learnhttps://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/framework/data/adonet/factory-model-overview 

三、项目源码工程

kafeiweimei/Learning_DesignPattern: 这是一个关于C#语言编写的基础设计模式项目工程，方便学习理解常见的26种设计模式https://github.com/kafeiweimei/Learning_DesignPattern

http://www.xdnf.cn/news/13663.html

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