1. 什么是工廠模式
工廠模式（Factory pattern）在設(shè)計模式中屬于創(chuàng)建型模式，它提供了一種創(chuàng)建對象的最佳方式。在工廠模式中，我們在創(chuàng)建對象時不會對客戶端暴露創(chuàng)建邏輯，并且是通過使用一個共同的接口來指向新創(chuàng)建的對象
2. 工廠模式分類
工廠模式一般可以分為三類：
- 簡單工廠模式(Simple Factory Pattern)
- 工廠方法模式(Factory Method Pattern)
- 抽象工廠模式(Abstract Factory Pattern)
接下來我們分別對這三個模式進(jìn)行說明。
2.1 簡單工廠模式
簡單工廠模式又稱作靜態(tài)工廠方法模式，簡單工廠模式專門定義一個工廠類來負(fù)責(zé)創(chuàng)建其他類的實例，且被創(chuàng)建的實例通常都具有共同的父類。它雖然不屬于設(shè)計模式中的一種，但是在應(yīng)用中依然很常見。
2.1.1 主要角色與關(guān)系
主要由三個角色組成：
- 工廠類（Factory）：簡單工廠模式的核心，它負(fù)責(zé)實現(xiàn)創(chuàng)建所有實例的內(nèi)部邏輯。工廠類的創(chuàng)建產(chǎn)品類的方法可以被外界直接調(diào)用，創(chuàng)建所需的產(chǎn)品對象。
- 抽象產(chǎn)品類（AbstractProduct）：簡單工廠模式所創(chuàng)建的所有對象的父類，它負(fù)責(zé)描述所有實例所共有的公共接口。
-
具體產(chǎn)品類（Product）：是簡單工廠模式的創(chuàng)建實體類。
圖片.png
2.1.2 代碼實現(xiàn)
我們以生產(chǎn)電腦為例，假設(shè)有一個代工廠，它既可以生產(chǎn)蘋果電腦，也可以生產(chǎn)小米電腦，這時候如果需要生產(chǎn)其中任意一種電腦，就直接找代工廠就行了。
- 創(chuàng)建一個產(chǎn)品抽象類Computer，定義好基礎(chǔ)方法
// Computer.h
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface Computer : NSObject
- (NSString *)productName;
@end
// Computer.m
#import "Computer.h"
@implementation Computer
- (NSString *)productName {
NSAssert(false, @"must implement in subClass");
return nil;
}
@end
- 創(chuàng)建產(chǎn)品具體類
2.1 mac電腦類
// Mac.h
#import "Computer.h"
@interface Mac : Computer
@end
// Mac.m
#import "Mac.h"
@implementation Mac
- (NSString *)productName {
return @"Mac";
}
@end
2.2 創(chuàng)建小米電腦類
// XiaoMi.h
#import "Computer.h"
@interface XiaoMi : Computer
@end
// XiaoMi.m
#import "XiaoMi.h"
@implementation XiaoMi
- (NSString *)productName {
return @"XiaoMi";
}
@end
- 產(chǎn)品都已經(jīng)定義好了，接下來我們需要定義一個工廠類，裝門從事生產(chǎn)這些商品
// ComputerSimpleFactory.h
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Mac.h"
#import "XiaoMi.h"
@interface ComputerSimpleFactory : NSObject
+ (Computer *)createComputerWithType:(NSInteger)type;
@end
// ComputerSimpleFactory.m
#import "ComputerSimpleFactory.h"
@implementation ComputerSimpleFactory
+ (Computer *)createComputerWithType:(NSInteger)type {
switch (type) {
case 1: {
//do something for create
Mac *computer = [[Mac alloc] init];
return computer;
}
break;
case 2: {
//do something for create
XiaoMi *computer = [[XiaoMi alloc] init];
return computer;
}
default:
break;
}
return nil;
}
@end
- 調(diào)用測試
+ (void)test1 {
Computer *macComputer = [ComputerSimpleFactory createComputerWithType:1];
NSLog(@"computer name = %@", macComputer.productName);
Computer *xmComputer = [ComputerSimpleFactory createComputerWithType:2];
NSLog(@"computer name = %@", xmComputer.productName);
}
2.1.3 分析
- 可以看出通過工廠類對產(chǎn)品創(chuàng)建進(jìn)行了封裝，使調(diào)用者不需要知道創(chuàng)建的具體邏輯，只需要調(diào)用工廠方法，即可得到相應(yīng)的實例。一旦產(chǎn)品創(chuàng)建邏輯需要修改，也只需要修改工廠類即可，不必全局修改創(chuàng)建邏輯。
- 系統(tǒng)擴展困難，一旦添加新產(chǎn)品就不得不修改工廠類創(chuàng)建方法邏輯，破壞了“開閉原則”。在產(chǎn)品類型較多時，有可能造成工廠邏輯過于復(fù)雜，不利于系統(tǒng)的擴展和維護。
2.1.4 適用范圍
- 適用于一些創(chuàng)建實例邏輯較為復(fù)雜，創(chuàng)建類型固定且被創(chuàng)建的類一般屬于同一父類的情況。
2.2 工廠方法模式
工廠方法模式，又稱工廠模式、多態(tài)工廠模式和虛擬構(gòu)造器模式。
Define an interface for creating an object,but let subclasses decide which class toinstantiate.Factory Method lets a class defer instantiation to subclasses.
定義一個用于創(chuàng)建對象的接口，讓子類決定實例化哪一個類。工廠方法使一個類的實例化延遲到其子類。
這滿足創(chuàng)建型模式中所要求的“創(chuàng)建與使用相分離”的特點。同時改進(jìn)了簡單工廠模式中不易拓展的問題。
2.2.1 主要角色與關(guān)系
主要角色組成：
- 抽象工廠（AbstractFactory）：提供了創(chuàng)建產(chǎn)品的接口，調(diào)用者通過它訪問具體工廠的工廠方法來創(chuàng)建產(chǎn)品。
- 具體工廠（ConcreteFactory）：主要是實現(xiàn)抽象工廠中的抽象方法，完成具體產(chǎn)品的創(chuàng)建。
- 抽象產(chǎn)品（AbstractProduct）：定義了產(chǎn)品的規(guī)范，描述了產(chǎn)品的主要特性和功能。
-
具體產(chǎn)品（Product）：實現(xiàn)了抽象產(chǎn)品角色所定義的接口，由具體工廠來創(chuàng)建，它同具體工廠之間一一對應(yīng)。
圖片.png
2.2.2 代碼實現(xiàn)
我們依然以生產(chǎn)電腦為例，為了保持生產(chǎn)質(zhì)量，一個工廠我們只讓他負(fù)責(zé)生產(chǎn)一種電腦，蘋果電腦生產(chǎn)就交給蘋果電腦工廠，小米電腦生產(chǎn)就交給小米電腦工廠。
- 創(chuàng)建和定義抽象產(chǎn)品Computer和具體產(chǎn)品Mac、XiaoMi。這里產(chǎn)品類和前面一致，不再重復(fù)闡述。
- 定義工廠抽象類ComputerMethodFactory
// ComputerMethodFactory.h
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Computer.h"
@interface ComputerMethodFactory : NSObject
+ (Computer *)createComputer;
@end
// ComputerMethodFactory.m
#import "ComputerMethodFactory.h"
@implementation ComputerMethodFactory
+ (Computer *)createComputer {
NSAssert(false, @"must implement ins subClass");
return nil;
}
@end
- 定義具體工廠類
定義蘋果電腦工廠類 MacComputerFactory
定義小米電腦工廠類 XiaoMiComputerFactory
// MacComputerFactory.h
#import "ComputerMethodFactory.h"
@interface MacComputerFactory : ComputerMethodFactory
@end
// MacComputerFactory.h
#import "MacComputerFactory.h"
#import "Mac.h"
@implementation MacComputerFactory
+ (Computer *)createComputer {
//do something for create
Mac *macComputer = [[Mac alloc] init];
return macComputer;
}
@end
// XiaoMiComputerFactory.h
#import "ComputerMethodFactory.h"
@interface XiaoMiComputerFactory : ComputerMethodFactory
@end
// XiaoMiComputerFactory.m
#import "XiaoMiComputerFactory.h"
#import "XiaoMi.h"
@implementation XiaoMiComputerFactory
+ (Computer *)createComputer {
//do something for create
XiaoMi *xmComputer = [[XiaoMi alloc] init];
return xmComputer;
}
@end
- 接下來進(jìn)行簡單的調(diào)用測試
//工廠方法模式測試
+ (void)test2 {
Computer *macComputer = [MacComputerFactory createComputer];
NSLog(@"computer name = %@", macComputer.productName);
Computer *xmComputer = [XiaoMiComputerFactory createComputer];
NSLog(@"computer name = %@", xmComputer.productName);
}
2.2.3 分析
- 用戶只需要知道具體工廠的名稱就可得到所要的產(chǎn)品，無須知道產(chǎn)品的具體創(chuàng)建過程；
- 在系統(tǒng)增加新的產(chǎn)品時只需要添加具體產(chǎn)品類和對應(yīng)的具體工廠類，無須對原工廠進(jìn)行任何修改，滿足開閉原則；
- 高層模塊值需要知道產(chǎn)品的抽象類，其他的實現(xiàn)類都不用關(guān)心，符合迪米特法則，我不需要的就不要去交流；也符合依賴倒置原則，只依賴產(chǎn)品類的抽象；當(dāng)然也符合里氏替換原則.
- 每增加一個產(chǎn)品就要增加一個具體產(chǎn)品類和一個對應(yīng)的具體工廠類，這增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度
2.2.4 適用范圍
- 工廠方法模式在所有需要生成對象的地方都可以使用，但是需要慎重地考慮是否要增加一個工廠類進(jìn)行管理，增加代碼的復(fù)雜度。
- 需要靈活的、可擴展的框架時，可以考慮采用工廠方法模式，如：產(chǎn)品種類未來仍然可能保持新增的情況
2.3 抽象工廠模式
抽象工廠模式
Provide an interface for creating families of related or dependent objects withoutspecifying their concrete classes
為創(chuàng)建一組相關(guān)或相互依賴的對象提供一個接口，而且無須指定它們的具體類
抽象工廠模式是工廠方法模式的升級版本，工廠方法模式只生產(chǎn)一個等級的產(chǎn)品，而抽象工廠模式可生產(chǎn)多個等級的產(chǎn)品，可以生產(chǎn)一個產(chǎn)品族的產(chǎn)品。
2.3.1 主要角色與關(guān)系
主要由以下角色組成：
- 抽象工廠（Abstract Factory）：提供了創(chuàng)建產(chǎn)品的接口，它包含多個創(chuàng)建產(chǎn)品的方法 newProduct()，可以創(chuàng)建多個不同等級的產(chǎn)品。
- 具體工廠（Concrete Factory）：主要是實現(xiàn)抽象工廠中的多個抽象方法，完成具體產(chǎn)品的創(chuàng)建。
- 抽象產(chǎn)品（Product）：定義了產(chǎn)品的規(guī)范，描述了產(chǎn)品的主要特性和功能，抽象工廠模式有多個抽象產(chǎn)品。
-
具體產(chǎn)品（ConcreteProduct）：實現(xiàn)了抽象產(chǎn)品角色所定義的接口，由具體工廠來創(chuàng)建，它 同具體工廠之間是多對一的關(guān)系。
圖片.png
2.3.2 代碼實現(xiàn)
我們以前面工廠方法的例子的基礎(chǔ)上進(jìn)行舉例說明。現(xiàn)在我們希望工廠在原來生產(chǎn)電腦的基礎(chǔ)上，同時支持生產(chǎn)手機。這個時候我們就需要首先先取得生產(chǎn)許可（在抽象工廠類上賦予生產(chǎn)電腦和手機的能力），然后在具體工廠類進(jìn)行生產(chǎn)，蘋果工廠類負(fù)責(zé)生產(chǎn)蘋果手機和蘋果電腦，小米工廠則負(fù)責(zé)生產(chǎn)小米手機和小米電腦。
- 創(chuàng)建和定義抽象產(chǎn)品Computer和具體產(chǎn)品Mac、XiaoMi。這里產(chǎn)品類和前面一致，不再重復(fù)闡述。
- 創(chuàng)建和定義新的抽象產(chǎn)品Phone和具體產(chǎn)品類iPhone 和XiaoMiPhone
// Phone.h
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface Phone : NSObject
- (NSString *)productName;
@end
// phone.m
#import "Phone.h"
@implementation Phone
- (NSString *)productName {
NSAssert(false, @"must implement in subClass");
return nil;
}
@end
// iPhone.m
#import "Phone.h"
@interface iPhone : Phone
@end
// iPhone.m
#import "iPhone.h"
@implementation iPhone
- (NSString *)productName {
return @"iphone";
}
@end
// XiaoMiPhone.h
#import "Phone.h"
@interface XiaoMiPhone : Phone
@end
// XiaoMiPhone.m
#import "XiaoMiPhone.h"
@implementation XiaoMiPhone
- (NSString *)productName {
return @"XiaoMiPhone";
}
@end
- 創(chuàng)建和定義抽象工廠類 ElectronAbstractFactory，定義生產(chǎn)手機和電腦功能
// ElectronAbstractFactory
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Phone.h"
#import "Computer.h"
@protocol ElectronAbstractFactoryInterface <NSObject>
@required
+ (Phone *)createPhone;
+ (Computer *)createComputer;
@end
@interface ElectronAbstractFactory : NSObject<ElectronAbstractFactoryInterface>
@end
// ElectronAbstractFactory.m
#import "ElectronAbstractFactory.h"
@implementation ElectronAbstractFactory
+ (Phone *)createPhone {
NSAssert(false, @"must implement in subClass");
return nil;
}
+ (Computer *)createComputer {
NSAssert(false, @"must implement in subClass");
return nil;
}
@end
- 定義具體工廠類AppleElectronFactory和XiaoMiElectronFactory
// AppleElectronFactory.h
#import "ElectronAbstractFactory.h"
@interface AppleElectronFactory : ElectronAbstractFactory
@end
// AppleElectronFactory.m
#import "AppleElectronFactory.h"
#import "iPhone.h"
#import "Mac.h"
@implementation AppleElectronFactory
+ (Computer *)createComputer {
//do something for create
Mac *mac = [[Mac alloc] init];
return mac;
}
+ (Phone *)createPhone {
//do something for create
iPhone *iphone = [[iPhone alloc] init];
return iphone;
}
@end
// XiaoMiElectronFactory.h
#import "ElectronAbstractFactory.h"
@interface XiaoMiElectronFactory : ElectronAbstractFactory
@end
// XiaoMiElectronFactory.m
#import "XiaoMiElectronFactory.h"
#import "XiaoMiPhone.h"
#import "XiaoMi.h"
@implementation XiaoMiElectronFactory
+ (Computer *)createComputer {
//do something for create
XiaoMi *mac = [[XiaoMi alloc] init];
return mac;
}
+ (Phone *)createPhone {
//do something for create
XiaoMiPhone *iphone = [[XiaoMiPhone alloc] init];
return iphone;
}
@end
- 進(jìn)行調(diào)用測試對應(yīng)代碼
+ (void)test3 {
Computer *macComputer = [AppleElectronFactory createComputer];
NSLog(@"computer name = %@", macComputer.productName);
Phone *iphone = [AppleElectronFactory createPhone];
NSLog(@"computer name = %@", [iphone productName]);
Computer *xmComputer = [XiaoMiComputerFactory createComputer];
NSLog(@"computer name = %@", xmComputer.productName);
Phone *xiaomiPhone = [XiaoMiElectronFactory createPhone];
NSLog(@"computer name = %@", [xiaomiPhone productName]);
}
2.3.3 分析
- 抽象工廠模式除了具有工廠方法模式的優(yōu)點外，可以在類的內(nèi)部對產(chǎn)品族中相關(guān)聯(lián)的多等級產(chǎn)品共同管理，而不必專門引入多個新的類來進(jìn)行管理
- 當(dāng)增加一個新的產(chǎn)品族時不需要修改原代碼，滿足開閉原則
- 但是當(dāng)產(chǎn)品族中需要增加一個新的產(chǎn)品時，所有的工廠類都需要進(jìn)行修改又與開閉原則相悖
2.3.4 適用范圍
- 當(dāng)要被創(chuàng)建的對象是一系列具有相互關(guān)聯(lián)、相互依賴的產(chǎn)品類時
- 系統(tǒng)中有多個產(chǎn)品族，但是每次只會適用其中一個產(chǎn)品族的產(chǎn)品
- 涉及不同運行環(huán)境的時候，都可以考慮使用抽象工廠模式。例如一個應(yīng)用，需要在三個不同平臺（Windows、Linux、Android 通過抽象工廠模式屏蔽掉操作系統(tǒng)對應(yīng)用的影響。三個不同操作系統(tǒng)上的軟件功能、應(yīng)用邏輯、UI都應(yīng)該是非常類似的，唯一不同的是調(diào)用不同的工廠方法，由不同的產(chǎn)品類去處理與操作系統(tǒng)交互的信息
