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三言兩語說透設計模式的藝術-工廠方法模式

來源: 責編: 時間:2023-08-09 23:04:07 406觀看
導讀1寫在前面前面寫到簡單工廠模式雖然比較簡單,將實例的創建和使用分類,客戶端只需使用由工廠類創建的對象即可,無需關心對象的創建過程。但是這個系統仍然存在問題:1)工廠類過于龐大,包含了大量的if判斷語句代碼,導致維護和測

1寫在前面

前面寫到簡單工廠模式雖然比較簡單,將實例的創建和使用分類,客戶端只需使用由工廠類創建的對象即可,無需關心對象的創建過程。但是這個系統仍然存在問題:W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

1)工廠類過于龐大,包含了大量的if判斷語句代碼,導致維護和測試難度增加;W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

2)當前只存在一個工廠類,在需要添加新產品時,由于靜態工廠方法通過傳入參數創建不同的產品,必須修改工廠了的源碼,違背了開閉原則。W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

對此,需要對簡單工廠模式進行優化,使其具有更好的靈活性和擴展性。這也是工廠方法模式的由來。W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

2工廠方法模式

工廠方法模式(Factory Method Pattern)是簡單工廠模式的進一步抽象和推廣。在工廠方法模式中,不再提供一個統一的工廠類來創建所有的產品對象,而是針對不同產品提供不同的工廠,使每個工廠只負責創建對應的產品。W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

工廠方法模式,是對簡單工廠模式進行重構,即定義一個用于創建對象的接口,讓子類決定實例化哪個類。工廠方法使一個類的實例化延遲到其子類。W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

工廠方法模式包含以下主要角色:W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

  • 抽象工廠(Abstract Factory):提供了創建產品的接口,調用者通過它訪問產品。
  • 具體工廠(ConcreteFactory):實現了抽象工廠接口,完成具體產品的創建。
  • 抽象產品(Product):定義了產品的規范,描述了產品的主要特性和功能。
  • 具體產品(ConcreteProduct):實現了抽象產品角色所定義的接口,由具體工廠來創建,它同具體工廠之間往往存在依賴關系。

工廠方法模式的主要優點:W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

  • 封裝了產品創建過程,調用者只需關心所需產品類型。
  • 實現了開閉原則,增加新產品無需修改之前工廠類代碼。
  • 調用者無需知道產品類名,實現解耦,符合依賴倒轉原則。
  • 易于擴展新產品,滿足開閉原則,增加新產品僅需新增一個具體產品類和具體工廠類,無需修改現存代碼。

可能的缺點:W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

  • 每增加一個產品就需要增加一個具體工廠,導致系統中類的個數成倍增加。
  • 復雜產品需要對應復雜工廠類,不易維護。

3工廠方法模式的實現

我們使用 Typescript 代碼來實現一個簡單的工廠方法模式:W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

首先定義抽象產品類和具體產品類:W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

interface Food {  getType(): string;}class Hamburger implements Food {  getType() {    return 'Hamburger';  }}class Hotdog implements Food {  getType() {    return 'Hotdog';  }}

然后是抽象工廠類和具體工廠類:W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

abstract class FoodFactory {  abstract createFood(): Food;}class HamburgerFactory extends FoodFactory {  createFood() {    return new Hamburger();  }}class HotdogFactory extends FoodFactory {  createFood() {    return new Hotdog();  }}

客戶端代碼:W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

const hamburgerFactory = new HamburgerFactory();const hamburger = hamburgerFactory.createFood();const hotdogFactory = new HotdogFactory();const hotdog = hotdogFactory.createFood();

客戶端通過具體工廠來獲取需要的產品,不關心實際產品類名。W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

在抽象工廠中使用泛型

我們可以使用泛型來定義產品類型:W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

interface FoodFactory<T extends Food> {  createFood(): T; }// 實現時指定泛型class HamburgerFactory implements FoodFactory<Hamburger> {  // ...}

這樣可以使工廠方法返回類型更加明確。W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

將工廠抽象成函數

工廠方法也可以簡單實現為函數:W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

function createFood(type: 'Hamburger' | 'Hotdog') {  switch(type) {    case 'Hamburger':       return new Hamburger();    case 'Hotdog':      return new Hotdog();  }}

這種方式更簡單,降低了代碼的復雜度,但缺少面向對象的靈活性。W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

工廠方法模式 vs 簡單工廠模式

簡單工廠模式中工廠類負責所有產品的創建;而工廠方法模式中每一個具體工廠類只負責創建對應的一個產品,它將產品的創建推遲到子類。W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

兩者區別主要在:W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

  • 簡單工廠中,工廠類負責所有產品創建。
  • 工廠方法中,每個具體工廠只負責對應的產品。
  • 工廠方法模式更加靈活,易擴展,但創建對象較多。

簡單工廠適合產品種類少的情況,工廠方法適合產品不斷擴展的場景。W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

應用實例:游戲工廠

我們可以使用工廠方法模式實現一個游戲工廠,用于生成不同類型的游戲對象。W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

首先是游戲基類和具體游戲類:W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

interface Game {  start();}class RPG implements Game {  start() {    console.log('Starting RPG game');  } }class MMORPG implements Game {  start() {    console.log('Starting MMORPG game');  }}

然后是抽象工廠和具體工廠:W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

abstract class GameFactory {  abstract createGame(): Game;}class RPGFactory extends GameFactory {  createGame() {    return new RPG();  }}class MMORPGFactory extends GameFactory {  createGame() {   return new MMORPG();   }}

客戶端代碼:W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

const rpgFactory = new RPGFactory();const rpgGame = rpgFactory.createGame();rpgGame.start();const mmorpgFactory = new MMORPGFactory();const mmorpgGame = mmorpgFactory.createGame();mmorpgGame.start();

客戶端只需要關心游戲類型,而不關心具體類名。W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

4總結

工廠方法模式是一種廣泛使用的設計模式,它具有以下核心特點:W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

  • 抽象工廠類負責定義創建對象的接口,而由子類實現CreateObject方法,實現了責任分解。
  • 每個具體工廠類只負責創建對應的一個產品,一個工廠類對應一個產品類。
  • 調用者只需要關心所需產品的類型,無需知道產品類名,實現了解耦。
  • 易于擴展新產品,滿足開閉原則,當新增產品時只要增加一個具體工廠和產品類,無需修改之前代碼。
  • 典型應用場景是針對同一抽象產品類有多個具體產品類的情況,而系統需要根據環境情況動態獲得不同的具體產品對象。
  • 相比簡單工廠模式,工廠方法模式更加靈活,易擴展,但創建對象較多。

綜上,工廠方法模式通過面向對象封裝了對象創建過程,實現低耦合、高內聚的代碼,給系統提供了靈活的產品擴展方式,是非常流行與常用的設計模式。W8328資訊網——每日最新資訊28at.com

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