設(shè)計(jì)模式——簡單工廠，工廠方法，抽象工廠

前言

本文csdn地址：http://blog.csdn.net/game3108/article/details/51147953
設(shè)計(jì)模式在工作中經(jīng)常會用到：

  • 創(chuàng)建型模式（5）：工廠方法模式、抽象工廠模式、單例模式、建造者模式、原型模式。
  • 結(jié)構(gòu)型模式（7）：適配器模式、裝飾器模式、代理模式、外觀模式、橋接模式、組合模式、享元模式。
  • 行為型模式（11）：策略模式、模板方法模式、觀察者模式、迭代子模式、責(zé)任鏈模式、命令模式、備忘錄模式、狀態(tài)模式、訪問者模式、中介者模式、解釋器模式。

本身設(shè)計(jì)模式的誕生，也是基于設(shè)計(jì)模式的六大原則：

  • 單一職責(zé)原則（Single Responsibility Principle)
  • 里氏替換原則（Liskov Substitution Principle)
  • 依賴倒置原則（Dependence Inversion Principle）
  • 接口隔離原則（Interface Segregation Principle）
  • 迪米特法則（Law Of Demeter）
  • 開閉原則（Open Close Principle）

具體這六大原則的含義，可以參考設(shè)計(jì)模式六大原則。

我自己在用設(shè)計(jì)模式的過程當(dāng)中，主要感覺到其實(shí)設(shè)計(jì)模式有以下作用：

  • 更方便模塊的復(fù)用和測試
  • 方便看懂和修改另一個寫的代碼！

本文主要以代碼形式實(shí)現(xiàn)每一種設(shè)計(jì)模式，算是自己的一種復(fù)習(xí)和實(shí)踐。相應(yīng)的代碼，也會放到github上。
本文的類圖均來自于《Objective-C編程之道 iOS設(shè)計(jì)模式解析》。

本篇主要講：

  • 簡單工廠
  • 工廠方法
  • 抽象工廠

0.簡單工廠

簡單工廠本身并不是23種設(shè)計(jì)模式的一種，更比較像一種編程習(xí)慣，但也是經(jīng)常使用。
《Head First》的例子：
客戶到pizza store點(diǎn)不同類型的pizza，有cheese的，也有clam的。

pizza類:

#import <Foundation/Foundation.h>

typedef NS_ENUM(NSInteger, PizzaType){
    Cheese  = 0,
    Clam    = 1
};

@interface SFPizza : NSObject
- (void) prepare;
- (void) bake;
- (void) cut;
- (void) box;
@end

#import "SFPizza.h"

@interface SFCheesePizza : SFPizza

@end

@interface SFClamPizza : SFPizza

@end

Simple Factory：

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "SFPizza.h"

@interface SFPizzaSimpleFactory : NSObject
- (SFPizza *) createPizza:(PizzaType) pizzaType;
@end

#import "SFPizzaSimpleFactory.h"
#import "SFCheesePizza.h"
#import "SFClamPizza.h"

@implementation SFPizzaSimpleFactory

- (SFPizza *) createPizza:(PizzaType) pizzaType{
    SFPizza *pizza = nil;
    if (pizzaType == Cheese){
        pizza = [[SFCheesePizza alloc]init];
    }else if (pizzaType == Clam){
        pizza = [[SFClamPizza alloc]init];
    }
    return pizza;
}

@end

Pizza Store:

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "SFPizza.h"

@interface SFPizzaStore : NSObject
- (SFPizza *) orderPizza:(PizzaType)pizzaType;
@end

#import "SFPizzaStore.h"
#import "SFPizzaSimpleFactory.h"

@interface SFPizzaStore(){
    SFPizzaSimpleFactory *_simpleFactory;
}
@end

@implementation SFPizzaStore

- (instancetype)init{
    self = [super init];
    if ( self ){
        _simpleFactory = [[SFPizzaSimpleFactory alloc]init];
    }
    return self;
}

- (SFPizza *) orderPizza:(PizzaType)pizzaType{
    SFPizza *pizza = [_simpleFactory createPizza:pizzaType];
    
    [pizza prepare];
    [pizza bake];
    [pizza cut];
    [pizza box];
    
    return pizza;
}
@end

1.工廠方法

概念：定義創(chuàng)建對象的接口，讓子類決定實(shí)例化哪一個類。工廠方法使得一個類的實(shí)例化延遲到子類。

類圖：

Paste_Image.png

何時使用：

  • 編譯時無法準(zhǔn)備預(yù)期要創(chuàng)建的對象的類
  • 類想讓其子類決定在運(yùn)行時創(chuàng)建什么
  • 類有若干輔助類為子類，而你想將返回哪個子類這一信息局部化

《Head First》的例子：
紐約和芝加哥的pizza store有各自差異化的風(fēng)味，提供當(dāng)?shù)仫L(fēng)格的cheese和clam的pizza。

pizza類:

#import <Foundation/Foundation.h>

typedef NS_ENUM(NSInteger, PizzaType){
    Cheese  = 0,
    Clam    = 1
};

@interface FMPizza : NSObject
- (void) prepare;
- (void) bake;
- (void) cut;
- (void) box;
@end

#import "FMPizza.h"

@interface FMNYCheesePizza : FMPizza

@end

@interface FMNYClamPizza : FMPizza

@end

@interface FMChicagoCheesePizza : FMPizza

@end

@interface FMChicagoClamPizza : FMPizza

@end

pizza store抽象：

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "FMPizza.h"

@protocol FMPizzaStore <NSObject>
- (FMPizza *) createPizza:(PizzaType)pizzaType;
- (FMPizza *) orderPizza:(PizzaType)pizzaType;
@end

pizza store實(shí)現(xiàn)：

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "FMPizzaStore.h"

@interface FMNYPizzaStore : NSObject<FMPizzaStore>

@end

#import "FMNYPizzaStore.h"
#import "FMNYCheesePizza.h"
#import "FMNYClamPizza.h"

@implementation FMNYPizzaStore
- (FMPizza *) createPizza:(PizzaType)pizzaType{
    FMPizza *pizza = nil;
    if (pizzaType == Cheese){
        pizza = [[FMNYCheesePizza alloc]init];
    } else if (pizzaType == Clam){
        pizza = [[FMNYClamPizza alloc]init];
    }
    return pizza;
}
- (FMPizza *) orderPizza:(PizzaType)pizzaType{
    FMPizza *pizza = [self createPizza:pizzaType];
    
    [pizza prepare];
    [pizza bake];
    [pizza cut];
    [pizza box];
    
    return pizza;
}
@end

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "FMPizzaStore.h"

@interface FMChicagoPizzaStore : NSObject<FMPizzaStore>

@end

#import "FMChicagoPizzaStore.h"
#import "FMChicagoCheesePizza.h"
#import "FMChicagoClamPizza.h"

@implementation FMChicagoPizzaStore
- (FMPizza *) createPizza:(PizzaType)pizzaType{
    FMPizza *pizza = nil;
    if (pizzaType == Cheese){
        pizza = [[FMChicagoCheesePizza alloc]init];
    } else if (pizzaType == Clam){
        pizza = [[FMChicagoClamPizza alloc]init];
    }
    return pizza;
}
- (FMPizza *) orderPizza:(PizzaType)pizzaType{
    FMPizza *pizza = [self createPizza:pizzaType];
    
    [pizza prepare];
    [pizza bake];
    [pizza cut];
    [pizza box];
    
    return pizza;
}
@end

2.抽象工廠

概念：提供一個創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互以來對象的接口，而無需指定它們的具體的類。

類圖：

Paste_Image.png

何時使用：

  • 系統(tǒng)需要屏蔽有關(guān)對象如何創(chuàng)建，如何組織和如何表達(dá)
  • 系統(tǒng)需要由關(guān)聯(lián)的多個對象來構(gòu)成
  • 有關(guān)聯(lián)的多個對象需要一起應(yīng)用并且它們的約束是強(qiáng)迫的（不可分離）。
  • 你想提供一組對象而不顯示它們的實(shí)現(xiàn)過程，只顯示它們的接口。

抽象工廠和工廠方法的區(qū)別：
抽象工廠：

  • 通過對象組合創(chuàng)建抽象產(chǎn)品
  • 創(chuàng)建多系列產(chǎn)品
  • 必須修改父類的接口才能支持新的產(chǎn)品

工廠方法：

  • 通過類繼承創(chuàng)建抽象產(chǎn)品
  • 創(chuàng)建一種產(chǎn)品
  • 子類化創(chuàng)建者并重載工廠方法以創(chuàng)建新的產(chǎn)品

《Head First》的例子：
紐約和芝加哥的pizza store提供的cheese和clam的pizza，但原料不同，做出來的pizza也不同。

原料類：

@interface AFCheese : NSObject
@end
@interface AFNYCheese : AFCheese
@end
@interface AFChicagoCheese : AFCheese
@end

@interface AFClam : NSObject
@end
@interface AFNYClam : AFClam
@end
@interface AFChicagoClam : AFClam
@end

@interface AFSauce : NSObject
@end

pizza類:

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "AFCheese.h"
#import "AFClam.h"
#import "AFSauce.h"
#import "AFPizzaIngredientFactory.h"

typedef NS_ENUM(NSInteger, PizzaType){
    Cheese  = 0,
    Clam    = 1
};

@interface AFPizza : NSObject
@property (nonatomic, strong) AFCheese  *cheese;
@property (nonatomic, strong) AFClam    *clam;
@property (nonatomic, strong) AFSauce   *sauce;
- (instancetype)initWithPizzaIngredientFactory:(id<AFPizzaIngredientFactory>) factory;
- (void) prepare;
- (void) bake;
- (void) cut;
- (void) box;
@end

#import "AFPizza.h"

@implementation AFPizza
- (instancetype)initWithPizzaIngredientFactory:(id<AFPizzaIngredientFactory>) factory{
    self = [super init];
    return self;
}
- (void) prepare{
}
- (void) bake{
    NSLog(@"start bake");
}
- (void) cut{
    NSLog(@"start cut");
}
- (void) box{
    NSLog(@"start box");
}
@end

pizza 子類：

#import "AFPizza.h"

@interface AFCheesePizza : AFPizza
@end

#import "AFCheesePizza.h"

@interface AFCheesePizza(){
    id<AFPizzaIngredientFactory> _factory;
}
@end

@implementation AFCheesePizza

- (instancetype)initWithPizzaIngredientFactory:(id<AFPizzaIngredientFactory>) factory{
    self = [super init];
    if (self){
        _factory = factory;
    }
    return self;
}

- (void)prepare{
    self.cheese = [_factory createCheese];
    self.sauce  = [_factory createSource];
}
@end

#import "AFPizza.h"

@interface AFClamPizza : AFPizza
@end

#import "AFClamPizza.h"

@interface AFClamPizza(){
    id<AFPizzaIngredientFactory> _factory;
}
@end

@implementation AFClamPizza

- (instancetype)initWithPizzaIngredientFactory:(id<AFPizzaIngredientFactory>) factory{
    self = [super init];
    if (self){
        _factory = factory;
    }
    return self;
}

- (void)prepare{
    self.clam   = [_factory createClam];
    self.sauce  = [_factory createSource];
}
@end

pizza ingredient factory 抽象

#import <Foundation/Foundation.h>

@class AFCheese;
@class AFClam;
@class AFSauce;

@protocol AFPizzaIngredientFactory
- (AFCheese *)  createCheese;
- (AFClam *)    createClam;
- (AFSauce *)   createSource;
@end

pizza ingredient factory 實(shí)現(xiàn)

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "AFPizzaIngredientFactory.h"

@interface AFNYPizzaIngredientFactory : NSObject<AFPizzaIngredientFactory>

@end

#import "AFNYPizzaIngredientFactory.h"
#import "AFNYCheese.h"
#import "AFNYClam.h"
#import "AFSauce.h"

@implementation AFNYPizzaIngredientFactory
- (AFCheese *) createCheese{
    return [[AFNYCheese alloc]init];
}
- (AFClam *) createClam{
    return [[AFNYClam alloc]init];
}
- (AFSauce *) createSource{
    return [[AFSauce alloc]init];
}
@end

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "AFPizzaIngredientFactory.h"

@interface AFChicagoIngredientFactory : NSObject<AFPizzaIngredientFactory>

@end

#import "AFChicagoIngredientFactory.h"
#import "AFChicagoCheese.h"
#import "AFChicagoClam.h"
#import "AFSauce.h"

@implementation AFChicagoIngredientFactory
- (AFCheese *) createCheese{
    return [[AFChicagoCheese alloc]init];
}
- (AFClam *) createClam{
    return [[AFChicagoClam alloc]init];
}
- (AFSauce *) createSource{
    return [[AFSauce alloc]init];
}
@end

pizza store抽象：

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "AFPizza.h"

@protocol AFPizzaStore
- (AFPizza *) createPizza:(PizzaType)pizzaType;
- (AFPizza *) orderPizza:(PizzaType)pizzaType;
@end

pizza store實(shí)現(xiàn)：

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "AFPizzaStore.h"

@interface AFNYPizzaStore : NSObject<AFPizzaStore>
@end

#import "AFNYPizzaStore.h"
#import "AFNYPizzaIngredientFactory.h"
#import "AFCheesePizza.h"
#import "AFClamPizza.h"

@implementation AFNYPizzaStore
- (AFPizza *) createPizza:(PizzaType)pizzaType{
    AFPizza *pizza = nil;
    AFNYPizzaIngredientFactory *factory = [[AFNYPizzaIngredientFactory alloc]init];
    
    if ( pizzaType == Cheese ){
        pizza = [[AFCheesePizza alloc]initWithPizzaIngredientFactory:factory];
    }else if ( pizzaType == Clam ){
        pizza = [[AFClamPizza alloc]initWithPizzaIngredientFactory:factory];
    }
    
    return pizza;
}
- (AFPizza *) orderPizza:(PizzaType)pizzaType{
    AFPizza *pizza = [self createPizza:pizzaType];
    
    [pizza prepare];
    [pizza bake];
    [pizza cut];
    [pizza box];
    
    return pizza;
}
@end

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "AFPizzaStore.h"

@interface AFChicagoPizzaStore : NSObject<AFPizzaStore>

@end

#import "AFChicagoPizzaStore.h"
#import "AFChicagoIngredientFactory.h"
#import "AFCheesePizza.h"
#import "AFClamPizza.h"

@implementation AFChicagoPizzaStore
- (AFPizza *) createPizza:(PizzaType)pizzaType{
    AFPizza *pizza = nil;
    AFChicagoIngredientFactory *factory = [[AFChicagoIngredientFactory alloc]init];
    
    if ( pizzaType == Cheese ){
        pizza = [[AFCheesePizza alloc]initWithPizzaIngredientFactory:factory];
    }else if ( pizzaType == Clam ){
        pizza = [[AFClamPizza alloc]initWithPizzaIngredientFactory:factory];
    }
    
    return pizza;
}
- (AFPizza *) orderPizza:(PizzaType)pizzaType{
    AFPizza *pizza = [self createPizza:pizzaType];
    
    [pizza prepare];
    [pizza bake];
    [pizza cut];
    [pizza box];
    
    return pizza;
}
@end

一些個人總結(jié)

1.什么時候會去用工廠模式？（簡單工廠，工廠方法，抽象工廠）
為了不再需要直接創(chuàng)建對象，降低代碼耦合度。對于創(chuàng)建多種具有同一系列行為的物體，使用工廠方法。對于產(chǎn)品族使用抽象工廠。
2.簡單工廠的缺點(diǎn)
簡單工廠主要違反了開閉原則：對擴(kuò)展開放，對修改關(guān)閉。添加一種對象，就要去修改簡單工廠中的獲取對象方法。

參考資料

1.《Objective-C編程之道 iOS設(shè)計(jì)模式解析》
2.《Head First設(shè)計(jì)模式》
3.設(shè)計(jì)模式六大原則
4.設(shè)計(jì)模式六大原則

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